ILMU BATUBARA

ILMU BATUBARA 

Definisi Batubara

Batubara merupakan salah satu bahan bakar yang diperoleh dengan cara penambangan. Sesuai dengan sifatnya yang merupakan bahan material alam, maka heterogenitas dari batubara dapat menjadi sangat bervariasi tergantung dari banyak faktor. Dalam usaha untuk memenuhi keperluan pengguna, maka faktor heterogenitas tersebut harus dikontrol oleh suatu sistem kualitas.

Dalam mendefinisikan batubara, harus ditinjau dari beberapa aspek, antara lain sifat fisiknya, asal kejadiannya, dan manfaatnya. Terdapat beberapa pendapat tentang definisi dari batubara, yaitu :

1     1.Kamus besar bahasa Indonesia dalam edisi yang kedua pada tahun 1995 memberikan pengertian tentang batubara, yaitiu :“Batubara adalah arang yang diambil dari dalam tanah yang berasal dari tumbuhan darat, tumbuhan air dan sebagiannya yang telah menjadi batu”
2) The International Hand Book of Coal Petrography dalam penerbitannya yang kedua pada tahun 1963 memberikan pengertian batubara sebagai berikut : “Batubara adalah batuan sedimen yang mudah terbakar, terbentuk dari proses sisa-sisa tanaman dalam variasi tingkat pengawetan diikuti oleh proses kompaksi dan terkubur dalam cekungan-cekungan yang diawali pada kedalaman yang tidak terlalu dangkal. Cekungan-cekungan ini pada garis besarnya dibagi atas cekungan limnit (intra continental) dan cekungan paralis yang berhubungan dengan air laut. Segera setelah lapisan-lapisan dasar turun terus-menerus, sisa-sisa tanaman yang terkubur tersebut dipengaruhi oleh proses normal metamorfosis, terutama oleh temperature dan tekanan.”
3) Thissen (1974) menemukan beberapa kejanggalan batubara ketika beliau mendefinisikan sebagai berikut : “Batubara adalah suatu benda padat yang kompleks, terdiri dari bermacam-macam unsur yang mewakili banyak komponen kimia, dimana hanya sedikit dari komponen kimia tersebut homogen, tetapi hampir semua berasal dari dari sisa-sisa tanaman. Sisa-sisa tanaman tersebut sangat kompleks, terdiri dari bermacam-macam tissue dimana tiap tissue terdiri dari beberapa sel. Dengan sendirinya akan
berkomposisi sejumlah komponen kimia dalam pengertian yang bervariasi.” Jadi, dapat disimpulkan bahwa pengertian Thissen terhadap batubara adalah suatu benda padat organik yang mempunyai komposisi kimia yang sangat rumit
Speckman (1958) yang mendefinisikan batubara dari dua sudut pandang, yaitu dari pandangan ahli geologi dan ahli botani.“Batubara adalah suatu benda padat karbonan berkomposisi maseral. Dengan melihat definisi diatas, berarti pengertian batubara termasuk semua batubara dari semua derajat batubara (rank) yang diawali dari gambut, lignit, subtuminous, bituminous, semiantrasit, antrasit, metaantrasit, dan grafit.”

Dari keempat definisi yang telah diuraikan diatas, maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa batubara adalah batuan sedimen karbonan berkomposisi maseral yang mudah terbakar, terbentuk oleh akumulasi sisa-sisa tanaman bersama hasil dekomposisinya yang terawetkan dalam lingkungan bebas oksigen dan terkena pengaruh panas serta tekanan yang berlangsung lama sekali dan menjadi kaya akan unsur karbon dengan adanya proses diagenesis.

Proses Pembentukan Batubara

Sebelum membahas mengenai proses pembentukan batubara perlu kiranya dipahami dahulu proses pembentukan batubara,yakni :

1)      Prinsip Sedimentasi

Pada dasarnya batubara termasuk dalam batuan sedimen yang terbentuk dalam batuan sedimen yang terbentuk dari material atau partikel yang terendapkan di dalam suatu cekungan dalam kondisi tertentu, dan mengalami kompaksi serta transformasi baik secara fisis, kimia maupun biokimia. Pada saat pengendapannya, material ini selalu membentuk pelapisan yang horizontal, seperti terlihat pada gambar berikut :

2) Skala Waktu Geologi

Proses sedimentasi kompaksi maupun transformasi yang dialami oleh material dasar pembentuk sedimen sehingga menjadi batuan sediment berjalan selama jutaan tahun. Untuk dapat memahami lamanya kisaran waktu dari pembentukan batuan sedimen tersebut, maka dikenal suatu skala yang disebut dengan Skala Waktu Geologi.

Kedua konsep diatas merupakan bagian dari proses pembentukan Batubara(coalification).Proses pembentukan batubara mencakup proses sebagai berikut :
a) Pembusukan, yakni dimana tumbuhan mengalami proses pembusukan yang terjadi akibat adanya aktifitas dari bakteri anaerob (degradasi anaerob). Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen dengan menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti sellulosa, protoplasma, dan pati. Aktifitas mikrobiolgi dalam pembentukan batubara tergantung pada jumlah dan sirkulasi air, temperatur air, supplay oksigen, dan perkembangan racun (hasil sampling dari aktifitas mikrobiologi). Bila salah satu dari faktor tersebut tidak berimbang, maka aktifitas mikrobiologi tidak akan terjadi. Aktifitas mikrobiologi terutama jenis bakteri cenderung di permukaan, sedangkan fungi tidak dapat lagi lebih dalam dari 40 cm. Bila tanaman tertutupi oleh air dengan cepat, maka ia akan terhindar dari proses pembusukan. Disini yang terjadi adalah penguraian mikrobiologi. Bila tanaman cukup lama berada di daerah terbuka maka kecepatan pembentukan gambut akan berkurang.

b) Pengendapan,yakni proses dimana material halus hasil pembusukan terakumulasi dan mengendap membentuk lapisan gambut. Proses ini biasanya terjadi di lingkungan berair, misalnya rawa-rawa.
c) Dekomposisi, yakni proses dimana lapisan gambut tersebut diatas akan mengalami perubahan berdasarkan proses biokimia yang berakibat keluarnya air dan sebagian akan menghilang dalam bentuk karbon dioksida, karbon monoksida, metan. Proses inilah yang menyebabkan perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai derajat. Selama proses ini, terjadi penguraian air lembab, oksigen, dan zat terbang serta bertambahnya persentase karbon padat, sulfur, dan kandungan abunya. Proses dekomposisi tumbuhan menjadi lignit dapat digambarkan sebagai berikut :
6(C6H10O5) C20H22O4 + 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO selulosa lignit metan

d) Geoteknik, dimana lapisan gambut yang ada akan terkompaksi oleh gaya tektonik, dan kemudian pada fase selanjutnya akan mengalami perlipatan dan patahan. Selain itu gaya tektonik aktif dapat menimbulkan adanya intrusi/terobosan dari magma, yang akan mengubah batubara low grade menjadi high grade. Dengan adanya tektonik setting tertentu, maka zona batubara yang terbentuk dapat berubah dari lingkungan air ke lingkungan darat.

e) Erosi, dimana lapisan batubara yang telah mengalami gaya tektonik berupa pengangkatan kemudian dierosi sehingga permukaan batubara yang ada menjadi terkelupas pada permukaannya, pelapisan batubara inilah yang dieksploitasi saat ini.

Beberapa Faktor yang Berpengaruh Terhadap Pembentukan Batubara
Dalam proses pembentukan batubara ada beberapa factor yang mempengaruhi dalam pembentukan batubara antara lain :

1) Material Dasar, yakni flora atau tumbuhan yang tumbuh beberapa juta tahun yang lalu, yang kemudian terakumulasi pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dan iklim dan topografi tertentu. Jenis flora sangat berpengaruh terhadap tipe dari batubara yang terbentuk.

2) Lingkungan Pengendapan, yakni lingkungan pada saat sedimentasi dari material dasar menjadi material sedimen. Lingkungan pengendapan ini sendiri dapat ditinjau dari beberapa aspek sebagai berikut :

a) Struktur Cekungan Batubara, yakni posisi dimana material dasar diendapkan. Struktur cekungan batubara ini sangat berpengaruh pada kondisi dan posisi geoteknik.
b) Topografi dan Morfologi, yakni bentuk dan kenampakan dari tempat cekungan pengendapan material dasar. Topografi dan morfologi cekungan pada saat pengendapan sangat penting karena menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara terbentuk. Topografi dan morfologi dapat dipengaruhi oleh proses geoteknik.
c) Iklim, temperatur dan tekanan memegang peranan penting dalam proses terbentuknya batubara, dimana berkaitan dengan proses kecepatan pertumbuhan tanaman, jenis kehidupan tanaman dan kecepatan pembusukan. Batubara yang diendapkan pada tempat-tempat yang beriklim sedang dan tropis, umumnya dicirikan dengan ditemukannya lapisan-lapisan tipis cemerlang (vitrinit) yang berasal dari bahan kayu. Sedangkan lapisan batubara yang terbentuk dalam iklim dingin, umumnya lapisan batubaranya tipis dan berfrgmen. Iklim panas dan basah merupakan kondisi yang paling cocok dalam pembentukan gambut, tetapi iklim sedang dengan kelembaban tetap juga merupakan kondisi yang baik dalam proses pembentukan batubara.
d) Kelembaban juga mempunyai peranan yang sama penting dengan temperatur didalam pembentukan batubara karena batubara umumnya terbentuk pada kondisi rawa-rawa.
3) Proses Dekomposisi, yakni proses transformasi biokimia dari material dasar pembentukan batubara menjadi batubara. Dalam proses ini, sisa tumbuhan yang terendapkan mengalami perubahan baik secara fisis maupun kimiawi.
4) Umur Geologi, yakni skala waktu (dalam jutaan tahun) yang menyatakan berapa lama material dasar yang diendapkan mengalami transformasi. Untuk material yang diendapkan dalam skala waktu geologi yang panjang, maka proses dekomposisi yang terjadi adalah fase lanjut yang menghasilkan batubara dengan kandungan karbon yang tinggi.
5) Posisi Geoteknik, faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembentukan batubara adalah:
a) Tekanan, yang dihasilkan oleh proses geoteknik, dan menekan lapisan batubara yang terbentuk.

b) Struktur dari lapisan batubara tersebut, yakni bentuk cekungan stabil, lipatan dan patahan.
c) Intrusi magma, yang akan mempengaruhi dan atau mengubah grade dari lapisan batubara yang dihasilkan.

6) Evolusi Tanaman, berhubungan erat dengan jenis gambut yang dihasilkan. Perkembangan evolusi tanaman terasa penting pengaruhnya pada formasi batubara. Jenis tanaman pada umur karbon tua lebih sedikit jika dibandingkan dengan jenis tanaman yang lebih muda, begitu juga dengan komposisi kimianya sehingga akan menghasilkan batubara yang berbeda pula, misalnya tissue tanaman bumbu yang berumur tersier lebih peka terhadap proses pembusukan sehingga batubara yang dihasilkan akan lebih kaya akan komponen berminyak dan resin. Batubara yang berumur tersier akan berbeda dengan batubara yang berumur paleosoik, karena jenis tanaman pembentuknya berbeda.

Sifat-Sifat Fisik & Kimia Batubara

1)      Sifat Fisik

Sifat fisik batubara tergantung kepada unsur kimia yang membentuk batubara tersebut, semua fisik yang dikemukakan dibawah ini mempunyai hubungan erat satu sama lain.

a) Berat jenis

Berat jenis (specific gravity) batubara berkisar dari 1,25g/cm3 sampai 1,70 g/cm3, pertambahannya sesuai dengan peningkatan derajat batubaranya. Tetapi berat jenis batubara turun sedikit dari lignit (1,5g/cm3) sampai batubara bituminous (1,25g/cm3), kemudian naik lagi menjadi 1,5g/cm3 untuk antrasit sampai grafit (2,2g/cm3). Berat jenis batubara juga sangat bergantung pada jumlah dan jenis mineral yang dikandung abu dan juga kekompakan porositasnya. Kandungan karbon juga akan mempengaruhi kualitas batubara dalam penggunaan. Batubara jenis yang rendah menyebabkan sifat pembakaran yang baik.
b) Kekerasan

Kekerasan batubara berkaitan dengan struktur batubara yang ada. Keras atau lemahnya batubara juga terkandung pada komposisi dan jenis batubaranya. Uji kekerasan batubara dapat dilakukan dengan mesin Hardgrove Grindibility Index (HGI). Nilai HGI menunjukan niali kekersan batubara. Nilai HGI berbanding terbalik dengan kekerasan batubara. Semakin tinggi nilai HGI , maka batubara tersebut semakin lunak. Dan sebaliknya, jika nilai HGI batubara tersebut semakin rendah maka batubara tersebut semakin keras.

c) Warna

Warna batubara bervariasi mulai dari berwarna coklat pada lignit sampai warna hitam legam pada antrasit. Warna variasi litotipe (batubara yang kaya akan vitrain) umumnya berwarna cerah.

d) Goresan

Goresan batubara warnanya berkisar antara terang sampai coklat tua. Pada lignit, mempunyai goresan hitam keabu-abuan, batubara berbitumin mempunyai warna goresan hitam, batubara cannel mempunyai warna goresan dari coklat sampai hitam legam.

e) Pecahan

Pecahan dari batubara memperlihatkan bentuk dari potongan batubara dalam sifat memecahnya. Ini dapat pula memeperlihatkan sifat dan mutu dari suatu batubara. Antrasit dan batubara cannel mempunyai pecahan konkoidal. Batubara dengan zat terbang tinggi, cenderung memecah dalam bentuk persegi, balok atau kubus.
2) Sifat Kimia

Sifat kimia dari batubara sangat berhubungan langsung dengan senyawa penyusun dari batubara tersebut, baik senyawa organik ataupun senyawa anorganik. Sifat kimia dari batubara dapat digambarkan sebagai berikut :

a) Karbon

Jumlah karbon yang terdapat dalam batubara bertambah sesuai dengan peningkatan derajat batubaranya. Kenaikan derajatnya dari 60% sampai 100%. Persentase akan lebih kecil daripada lignit dan menjadi besar pada antrasit dan hamper 100% dalam grafit. Unsur karbon dalam batubara sangat penting peranannya sebagai penyebab panas. Karbon dalam batubara tidak berada dalam unsurnya tetapi dalam bentuk senyawa. Hal ini ditunjukkan dengan jumlah karbon yang besar yang dipisahkan dalam bentuk zat terbang.

b) Hidrogen

Hidrogen yang terdapat dalam batubara berangsur-angsur habis akibat evolusi metan. Kandungan hidrogen dalam liginit berkisar antara 5%, 6% dan 4.5% dalam batubara berbitumin serta sekitar 3% smpai 3,5% dalam antrasit.
c) Oksigen

Oksigen yang terdapat dalam batubara merupakan oksigen yang tidak reaktif. Sebagaimana dengan hidrogen kandungan oksigen akan berkurang selam evolusi atau pembentukan air dan karbondioksida. Kandungan oksigen dalam lignit sekitar 20% atau lebih, dalam batubara berbitumin sekitar 4% sampai 10% dan sekitar 1,5% sampai 2% dalam batubara antrasit.

d) Nitrogen

Nitrogen yang terdapat dalam batubara berupa senyawa organik yang terbentuk sepenuhnya dari protein bahan tanaman asalnya jumlahnya sekitar 0,55% sampai 3%. Batubara berbitumin biasanya mengandung lebih banyak nitrogen daripada lignit dan antrasit.

e) Sulfur

Sulfur dalam batubara biasanya dalam jumlah yang sangat kecil dan kemungkinan berasal dari pembentuk dan diperkaya oleh bakteri sulfur. Sulfur dalam batubara biasanya kurang dari 4%, tetapi dalam beberapa hal sulfurnya bisa mempunyai konsentrasi yang tinggi. Sulfur terdapat dalam tiga bentuk, yaitu :

• Sulfur Piritik (piritic Sulfur)

Sulfur Piritik biasanya berjumlah sekitar 20% - 80% dari total sulfur yang terdapat dalam makrodeposit (lensa, urat, kekar, dan bola) dan mikrodeposit (partikel halus yang menyebar).
• Sulfur Organik

Sulfur Organik biasanya berjumlah sekitar 20% - 80% dari total sulfur, biasanya berasosiasi dengan konsentrasi sulfat selama pertumbuhan endapan.
• Sulfat Sulfur

Sulfat terutama berupa kalsium dan besi, jumlahnya relatif kecil dari seluruh jumlah sulfurnya.

Komposisi Batubara

Batubara adalah senyawa hidrokarbon padat yang terdapat dialam dengan komposisi yang cukup kompleks. Batubara yang merupakan bahan bakar, umumnya tersusun atas unsure-unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang dan fosfor serat unsur-unsur lainnya dalam jumlah yang sangat kecil. Pada dasarnya terdapat dua jenis material yang membentuk batubara, yaitu :
1) Combustible Matter atau Bahan Dapat Terbakar (BDT)
Bahan Dapat Terbakar yaitu material atau bahan yang dapat dioksidasi oleh oksigen akan menghasilkan kalor. Material dasar tersebut umumnya terdiri dari :

• Karbon Padat (Fixed Carbon)

• Senyawa Hidrokarbon

• Senyawa Sulfur

• Senyawa Nitrogen, serta beberapa senyawa lainnya dalam jumlah yang kecil.
2) Non Combustible Matter atau Bahan yang Tidak Dapat Tebakar (non-BDT)
Bahan yang Tidak Dapat Terbakar yaitu bahan atau mineral yang tidak dapat dibakar/dioksidasi oleh oksigen. Material/bahan tersebut umumnya adalah senyawa anorganik (SiO2, Al2O3, TiO2, Mn3O4, CaO, MgO, Na2O, K2O, dan senyawa-senyawa logam lainnya dalam jumlah kecil yang akan membentuk abu dalam batubara. Bahan yang tidak dapat terbakar ini umumnya tidak diinginkan keberadaannya karena akan mengurangi nilai bakarnya.

Rank dan Klasifikasi Batubara

Ditinjau dari beberapa senyawa dan unsur yang terbentuk pada saat proses coalification, maka secara umum dikenal beberapa rank batubara yaitu :
1) Peat/gambut, Tahap pertama terjadinya batubara dimana suatu produk masih masih dalam tahap awal pembusukan. Disini sisa-sisa tanaman tidak benar-benar membusuk dam memadat dan masih dalam tahap awal kualifikasi belim terbentuk batubara sreta terdapaynya selulosa bebas. Bahan ini terbentuk dari dekomposisi dan disintegrasi tanaman graminae (seperti bambu, tebu, dan alang-alang) oleh tekanan air dalam rawa. Kandungan abunya tergantung pada lumpur rawa. Bahan ini bersifat hidroskopis dan memiliki ciri sebagai berikut :
a) Warna cokelat, material belum terkompaksi.

b) Mempunyai kandungan air yang sangat tinggi.

c) Mempunyai kandungan karbon padat yang sangat rendah.

d) Mempunyai kandungan karbon terbang yang sangat tinggi.

e) Nilai panas yang dihasilkan sangat rendah.

2) Brown Coal, merupakan tahap kualifikasi antara peat dan batubara tingkat rendah dari suatu kandungan alam yang paling lembut dan mengandung air yang tinggi.
3) Lignit, Istilah Amerika untuk batubara tingkat rendah yang mengandung gross calorific value dmmf kurang dari 19.3 ml/kg (ASTM-D338) serta memilki kandungan batubara dan volatile yang tinggi. Disini Lignit dibagi menjadi lignit coklat dan brown coal. Bahan ini terbentuk dari tumbuhan yang mengalami karbonisasi di bawah lapisan tanah dalam jangka waktu yang lama. Kadar N, O, S tinggi. Lignit memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
a) Warna kecoklatan,material terkompaksi namun sangat rapuh.

b) Mempunyai kandungan air yang tinggi.

c) Mempunyai kandungan karbon padat yang rendah.

d) Mempunyai kandungan karbon terbang yang tinggi.

e) Nilai panas yang dihasikan rendah.

4) Subbituminous-Bituminous, Yaitu terletak antara brown coal dan sub bituminous dengan cirri-ciri kandungan air sangat masuk dalam golongan hard coal dan tingkat rendah masuk dalam bagian lignit dan brown coal. Bahan ini telah mengalami karbonisasi. Biasanya dipakai pada steam power plant. Subbituminous-Bituminous memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
a) Warna hitam, material sudah terkompaksi.

b) Mempunyai kandungan air yang sedang.

c) Mempunyai kandungan karbon padat sedang.

d) Mempunyai kandungan karbon terbang sedang.

e) Nilai panas yang dihasilkan sedang.

5) Bituminus, Suatu gambaran istilah umum dari batubara yang beragam dalam tingkatan dari sub bituminus sampai antrasit, termasuk coking coal.
6) Antrasit, merupakan batubara yang terjadi pada umur geologi yang paling tua. Antrasit memiliki struktur yang kompak, berat jenis yang tinggi dan mudah ditepung. Kalau dibakar hampir seluruhnya habis terbakar tanpa timbul nyala. Antrasit memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
a) Warna hitam mengkilap, material terkompaksi dengan kuat.

b) Mempunyai kandungan air rendah.

c) Mempunyai kandungan karbon padat tinggi.

d) Mempunyai kandungan karbon terbang rendah.

e) Nilai panas yang dihasilkan tinggi.

Manfaat Batubara

Penggunaan berbagai jenis batubara diteneukan oleh sifat fisika dan kimia dan didasarkan pada pertimbangan ekonomi. Pemanfaatan batubara tergantung dari jenis batubaranya misalnya :

1)      Steaming Coal

Kegunaan utamanya adalah pada pembangkit tenaga listrik. Hampir semua batubara secara teknis cocok untuk tujuan ini, batubara ini lebih mudah dan tidak memiliki penerapan khusus lain.

2) Coking Coal

Kegunaan kedua yang paling penting dari batubara adalah pada pabrik besi dan baja. Coking Coal cukup langka disebabkan oleh kebutuhan untuk memenuhi beberapa criteria fisik dan kimia, khususnya kemampuan batubara tersebut mengembangkan dan meleh menjadi coke yang baik apabila dipanaskan. Oleh karena itu batubara tersebut cenderung mempunyai harga yang lebih tinggi daripada batubara yang dipakai untuk menghasilkan uap pada pembangkit tenaga listrik.

3.         Kegunaan Lain

Kira-kira 66% batubara yang dihasilkan digunakan untuk pembangkit tenaga listrik, 23% digunakan pada industri besi dan baja dan sisanya digunakan pada pabrik semen, pabrik ubin dan batubara dan sebagai sumber kimia.

METODE PENAMBANGAN

METODA PENAMBANGAN

Kegiatan penambangan adalah serangkaian pekerjaan yang dilakukan untuk mengambil endapan bahan galian dari dalam dan luar permukaan bumi berupa batuan atau material yang berharga, kemudian dapat dimanfaatkan secara ekonomis.

Adapun kegiatan penambangan yang dilakukan meliputi beberapa tahap, yaitu :

-       Kegiatan pembongkaran

-       Kegiatan pemuatan.

-       Kegiatan pengangkutan dan proses pengolahan batuan.

1.    KEGIATAN PEMBONGKARAN

Secara umum kegiatan pembongkaran adalah suatu proses pemisahan material batuan dari batuan induknya dengan cara peledakan, agar kemudian dapat dimanfaatkan untuk keperluan bahan baku industry dan dapat bernilai ekonomis.

Dalam suatu proses penambangan bahan galian, kegiatan pembongkaran batuan termasuk kedalam salah satu unsur penting, dimana kegiatan ini merupakan bagian dari proses untuk pengadaan bahan baku untuk diolah.

1.1.  KEGIATAN PEMBORAN

Adapun kondisi batuan yang akan digali atau dimanfaatkan bermaca-macam karakteristik, tekstur, struktur dan kekerasannya, maka dalam usaha-usaha tersebut perlu diterapkan suatu metode yang tepat. Misalnya terhadap batuan yang keras (andesit), maka proses pemanfaatannya dapat dilakukan dengan metode peledakan. Tetapi sebelum pelaksanaan keputusan pekerjaan peledakan, perlu dipertimbangkan terlebih dahulu adanya fakto-faktor pemilihan bahan peledak dan factor-faktor teknis yang mempengaruhi hasil dari suatu proses tersebut, sehingga ketetapan pekerjaan dapat tercapai.

Metode pemboran yang utama dipergunakan dalam tambang terbuka atau quarry adalah pemboran pertikal atau miring. Dalam pekerjaan tambang, pemboran ini dilakukan untuk media bahan peledak. Sehingga dapat difungsikan sebagaimana mestinya dan juga pemboran ini sangat berpengaruh terhadap bentuk permukaan tambang khususnya bentuk bench yang diledakkan. Oleh karena itu, agar hasil dari suatu proses peledakan baik itu dilihat dari fragmentasi batuan dan kondisi dari tambang yang terbentuk terkoordinasi dengan baik, maka pola pemboran yang baik, aman dan efisien adalah “Staggered Dill Pattern” dan pola peledakan yang digunakan adalah “Staggered ‘V’ Cut”.

Sedangkan dalam pemilihan alat bor untuk tambang terbuka dan quarry yang memakai metoda peledakan jenjang, ada beberapa factor yang harus diperhatikan, antara lain : ukuran dan kedalaman lubang ledak, jenis batuan, kondisi lapangan dan lain sebagainya.

a.    Jenis Batuan, dimana menentukan pemilihan alat bor,  percussive atau rotary-rushing, dipakai untuk batuan yang keras, rotary-cutting dipakai untuk batuan sedimen.

b.    Tinggi Jenjang, parameter yang dihubungkan dengan ukuran lainnya. Tinggi jenjang ditentukan terlebih dahulu dan parameter lainnya disesuaikan atau ditentukan setelah mempertimbangkan aspek lainnya. Dalam tambang terbuka dan quarry  diusahakan tinggi jenjang ditentukan terlebih dahulu, dengan beracuan pada peralatan bor yang tersedia. Tinggi jenjang jarang melebihi 15 meter, kecuali ada pertimbangan lain.

c.    Diameter Lubang Ledak, faktor penting dalam menentukan ukuran diameter lubang ledak adalah besarnya target produksi. Diameter yang lebih besar akan memberikan laju produksi yang tinggi. Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan ukuran diameter lubang ledak adalah fragmentasi batuan yang dikehendaki dan batasan getaran yang diijinkan.

d.    Kondisi Lapangan, kondisi lapangan sangat mempengaruhi pemilihan peralatan.

e.    Fragmentasi, adalah istilah yang menggambarkan ukuran dari pecahan batuan setelah peledakan dan pada umumnya fagmentasi dipengaruhi oleh proses selanjutnya.

Kecepatan pemboran dipengaruhi oleh kekerasan batuan, diameter mata bor dan masalah-masalah yang dihadapi saat proses pemboran dilakukan. Berdasarkan data dan perhitungan diketahui cycle time rata-rata pemboran, maka didapat persamaan sebagai berikut :

Vdr      =          H/CTp

Dimana :

            =          60 menit/CTp = lubang bor/jam

Dimana :

H         : Kedalaman lubang bor rata-rata (meter/lubang)

CTp     : Waktu daur pemboran rata-rata (menit/lubang)

Vdr      : Kecepatan pemboran kotor (meter/menit)

1.2.  KEGIATAN PELEDAKAN

Tujuan dari peledakan adalah untuk mempersiapkan material atau broken rock sebagai umpan pabrik pengolah, untuk diolah sesuai dengan kebutuhan serta tanpa mengabaikan aspek keselamatan kerja.

PENGENALAN BAHAN PELEDAK

Definisi Bahan Peledak

Bahan peledak (explosive) adalah zat kimia yang berwujud padat, cair atau campuran padat dan cair yang apabila terkena sesuatu aksi yang berupa panas/benturan/hentakan atau gesekan yang berubah secara kimiawi menjadi zat-zat lain yang lebih stabil yang sebagian besar atau seluruhnya berbentuk gas dimana perubahan tersebut berlangsung dengan cepat dan disertai efek panas dan tekanan yang tinggi.

Bahan peledak yang diperdagangkan pada umumnya merupakan campuran dari persenyawaan-persenyawaan yang mengandung empat elemen dasar, yaitu : Carbon, Hidrogen, Nitrogen, dan Oksigen, tetapi kadang-kadang persenyawaan-persenyawaan lain yang mengandung elemen-elemen tertentu seperti Sodium, Aluminium, Calsium dan lain-lain, dengan maksud untuk menghasilkan pengaruh-pengaruh tertentu dari bahan peledak yang dibentuknya. Menurut fungsinya bahan-bahan pembentuk ramuan bahan peledak dapat dibedakan menjadi :

1.    Zat kimia yang mudah bereaksi, yang berfungsi sebagai explosive base,

Contoh :

-Nitrogen : NG = C3H5 (NO3)3.  -TNT (tri nitro toluene). –DNT, -Fulminate (campuran HNO3 + alcohol + logam-logam).-Dan lain-lain.

2.  Zat oksidator yang berfungsi sebagai pemberi oksigen, contoh :

-NH4NO3 -KClO3 -NaClO3 -NaNO3.

3.  Zat tambahan yang berfungsi sebagai absorben, Contoh :

-Serbuk kayu, -Kanji, -Serbuk Belerang, -Dan lain-lain.

Bahan peledak yang diperdagangkan kurang lebih adalah oksigen balance artinya jumlah oksigen yang terdapat dlam campuran bahan peledak apabila bereaksi hanya cukup untuk membentuk : uap air, karbon dioksida dan nitrogen terlepas sebagai gas nitrogen bebas. Kekurangan atau kelebihan oksigen dalam campuran bahan peledak akan menghasilkan gas-gas : Karbon monoksida atau nitro oksida, contoh :

Oksigen Balance

3NH4NO3 + CH2                                             7H2O + CO2 + 3N2

Kelebihan Oksigen

5NH4NO3 + CH                                              11H2O + CO2 + 4N2 + 2NO

Kekurangan Oksigen

2NH4NO3 + CH2                                             5H2O + 2N2 + CO

            Uap air (H2O), CO2 dan N2 di sebut (smoke) dan CO, NO dan NO2 (fumes).

Sifat Umum Bahan Peledak

Pemilihan jenis bahan peledak untuk suatu operasi peledakan tertentu memerlukan pengkajian teliti terutama mengenai sifat-sifat penting daripada bahan peledak yaitu :

1. Strength adalah kekuatan bahan peledak untuk meledakkan suatu batuan atau obyek yang dinyatakan dalam prosentase berat nitrogliserin yang terdapat dalam suatu bahan peledak “straight Dinamit”
2. Sensitivity adalah ukuran atau tingkat kemudahan suatu bahan peledak untuk meneruskan reaksi peledakan sehingga dapat mengakibatkan bahan peledak itu meledak, Sensitivity suatu bahan peledak sangat berpengaruh terhadap pukulan, gesekan, panas, medan listrik, nyala dan getaran.
3.  Density adalah bahan peledak satuan volume tertentu, untuk menunjukkan density bahan peledak biasanya kita temui istilah “catridge count” atau “stik count” yang artinya menunjukkan jumlah catridge bahan peledak tersebut ukuran 1¼ X 8” yang terdapat dalam peti dengan berat bersih 50 lb. Dengan demikian makin tinggi catridge makin rendah density bahan peledak.
4.  Detonation Velocity adalah kecepatan rambat gelombang ledakan melalui kolom bahan peledak, makin tinggi kecepatan rambat gelombang ledakan suatu bahan peledak makin kuat bahan peledak tersebut.
5. Stabilitas adalah kestabilan senyawa kimia bahan peledak untuk tidak mudah bereaksi dan berdekomposisi terhadap pengaruh luar seperti panas, dingin dan lain sebagainya. Makin stabil peledak tersebut makin mudah penanganan serta penyimpanan bahan peledak tersebut dan makin aman.
6.  Water Resistance adalah ketahanan bahan peledak terhadap air atau uap air baik dalam penyimpanan maupun penggunaannya, ketahanan terhadap air ini dipengaruhi oleh sifat kimia bahan peledak itu sendiri.
7.  Fumes Characteristic adalah suatu bahan peledak menunjukkan jumlah gas-gas beracun seperti CO, NOx yang terjadi setelah bahan peledak tersebut diledakkan. Selain fumes atau gas beracun, peledakan juga menghasilkan gas-gas yang tidak beracun yang disebut smoke misalnya H2O, CO2,

8.  Permisibilitas adalah merupakan syarat yang sangat penting bagi bahan peledak yang dipakai untuk penambangan batubara, dimana ledakannya tidak akan menyebabkan kebakaran atau ledakan tambang tersebut, karena biasanya terdapat gas methan dan debu batubara.
9. Hygros Copicity adalah sifat bahan peledak yang mudah bereaksi/berpengaruh terhadap lingkungan luar khususnya terhadap kelembaban udara (uap air).

Klasifikasi Bahan Peledak

Pada umumnya bahan peledak diklasifikasikan menjadi dua golongan, yaitu :

-         Bahan Peledak Kuat (High Explosive) contohnya ANFO

-         Bahan Peledak Lemah (Low Explosive).

-   Deflagrasi : Proses pembakaran yang cepat.

-   Detonasi   : Proses pengembangbiakan (propagasi gelombang getaran melalui bahan peledak yang diikuti dengan reaksi kimia yang menyediakan energy untuk kelanjutan proses pengembangbiakan tersebut secara stabil).

High Explosive contoh ANFO

ANFO adalah jenis blasting agent yang merupakan campuran dari bahan-bahan bukan bahan peledak (Amonium Nitrat + Fuel Oil).

Sifat Umum ANFO

a.    Tidak termasuk Cap sensitive.

b.    Tidak tahan terhadap air.

c.    Density 0,7-0,9 dan Weight Strength 60 %

d.    Kecepatan Detonasi 3.000-4.500 m/det.

e.    Tidak tahan panas yang tinggi dan api.

f.     Peka terhadap listrik

g.    Penanganan dan pengangkutannya mudah dan aman.

h.    Harga relatif murah.

Perbandingan Campuran ANFO

Untuk mendapatkan energi maksimum dan tidak terjadi gas-gas beracun maka campuran bahan peledak harus oksigen balance, maka untuk memperoleh campuran yang oksigen balance maka perbandingan antara AN dengan FO, adalah : AN : FO = 94,5 : 5,5.

Campuran ini adalah model standard (% berat). (Moelhim, 1990 : 25)

Gas-gas Beracun

Timbulnya gas-gas Beracun disebabkan oleh :

-       Perbandingan yang tidak tepat

-       Penyimpanan terlalu lama.

-       Campuran tidak merata

Maka untuk menghindari timbulnya gas-gas beracun tersebut :

-       Perbandingan harus tepat.

-       Campuran merata.

-       Menggunakan persediaan lama terlebih dahulu.

PROSEDUR DAN HASIL PENELITIAN

Pembongkaran material (loosening) merupakan tahap pengarjaan dari kegiatan penambangan yang bertujuan untuk melepaskan material dari betuan induknya. Pembongkaran material dapat dilakukan dengan cara mekanis dengan alat gali mekanis maupun dengan pemboran dan peledakan untuk batuan keras (massive).

1.    Pemboran

Pemboran dalam hal ini bertujuan untuk memperoleh lubang ledak agar peledakan dapat dilakukan. Peralatan pemboran yang digunakan saat ini adalah satu buah Crawlair Rock Drill (CRD) merek Furukawa tipe PCR-200 sebanyak satu unit.

Crawlair Rock Drill (CRD) tersebut digerakkan oleh kompresor merek Atlas Copco tipe XA 350 CC.

1.1  Arah Pemboran

Arah lubang ledak yang diterapkan saat ini adalah lubang bor vertikal, dengan arah kemiringan 80^o sehingga didapatkan lubang ledak dengan pemboran miring.

1.2  Pola Pemboran

Pola pemboran yang dilakukan di CV. Gunung Batujajar adalah pola lubang ledak selang seling atau staggeret drill pattern. Tujuan dilakukannya pemboran seperti ini agar saat peledakan berlangsung akan memberikan distribusi energi bahan peledak terhadap batuan yang diledakkan. Sehingga pola pemboran ini akan menunjang terhadap pola peledakan yang diterapkan.

1.3  Kecepatan Pemboran

Kecepatan suatu pemboran di lokasi penambangan batu andesit banyak dipengaruhi oleh kekerasan batuan, diameter mata bor dan masalah-masalah yang dihadapi saat proses pemboran dilakukan. Berdasarkan data dan perhitungan, diketahui daur (cycle time) rata-rata pemboran dilapangan adalah 54,3 menit/lubang

Dari data di atas, maka dapat ditentukan Vdr dan Vt dengan persamaan-persamaan sebagai berikut :

Vdr      =          H/CTp             = 8,9 meter/54,3 menit           = 0,16 meter/menit

Atau

= 60 menit/jam / 54,3 menit = 1,1 lubang bor/jam

Dimana :

H         : Kedalaman lubang bor rata-rata       = 8,9 meter

CTp     : Waktu daur pemboran rata-rata       = 54,3 menit

Vdr      : Kecepatan pemboran                       = 0.16 meter/menit

1.4  Efisiensi Waktu Kerja

Adapun tahap-tahap untuk menghitung efisiensi kerja alat pemboran adalah mengetahiu waktu kerja yang tersedia dan waktu kerja produktif berdasarkan waktu kerja yang ditetapkan CV. Gunung Batujajar dalam satu hari kerja.

Dari tabel jadwal kerja tersebut diketahui waktu kerja tersedia per hari yang dikurangi waktu istirahat adalah 540 menit. Sedangkan waktu kerja produktif per hari adalah 465 menit atau 7,75 jam/hari. Kenyataan dilapangan waktu kerja produktif tidak sebesar 465 menit, karena adanya kelambatan-kelambatan yang ditemui selama jam kerja. Hambatan yang terjadi selama jam kerja produktif dibagi dalam dua kelompok, yaitu hambatan kerja yang tidak dapat dihindari hambatan kerja yang masih dapat dihindari.

Berarti jumlah waktu produksi yang hilang dalam operasi pemboran dikarenakan adanya kelambatan-kelambatan, dihitung dengan penjumlahan kelambatan waktu yang dapat dihindari dan yang tidak dapat dihindari adalah :

(55+60) menit = 115,63 menit.

Jika diketahui jumlah waktu kerja produktif dalam satu hari kerja sesuai dengan jadwal adalah 465 menit, sehingga diperhitungkan waktu kerja efektif rata-rata alat bor saat ini (We) = (465-115,63) menit = 349,37 menit. Berarti kerja alat bor yang digunakan di CV. Gunung Batujajar diperhitungkan menjadi :                         

Efisiensi Kerja             = (waktu kerja efektif / waktu kerja produktif) X 100%

                                    = 349,37 menit/hari / 465 menit/har   = 75,13%

Waktu kerja efektif untuk melakukan pemboran = efisiensi kerja x waktu kerja produktif

= 75,13% x 465 menit

= 349 menit/hari ≈ 5,82 jam/hari

Maka jumlah lubang bor yang dihasilkan dalam satu hari oleh satu alat bor (CRD) dengan waktu kerja efektif 5,82 jam/hari adalah = 1,1 lubang bor/jam x 5,82 jam/hari

= 6,40 lubang bor/hari ≈ 6 lubang bor/hari

 dilapangan adalah 5 lubang bor/hari.

2.  Peledakan

2.1    Prosedur Peledakan

Prosedur peledakan yang telah dilakukan di CV. Gunung Batujajar adalah sebagai berikut :

A.    Tahap Parsiapan Sebelum Peledakan

Persiapan sebelum peledakan di CV. Gunung Batujajar dilakukan dengan cara mempersiapkan dahulu semua bahan dan peralatan yang diperlukan, yang akan dipakai dalam proses peledakan. Kemudian bahan peledak tersebut dibawa ke lokasi peledakan yang telah di amankan sebelumnya.

B.    Tahap Pembuatan Primer

Primer yang dipakai di CV. Gunung Batujajar terdiri dari power gel jenis powergel magnum 3151 dengan berat 154 gr/batang dan detonator listrik jenis millisecond delay. Pembuatan primer dilakukan langsung di lokasi yang akan diledakkan oleh juru ledak. Adapun tahap kegiatannya adalah : mula-mula power gel dilubangi dengan kayu atau pensil, tapi kadang-kadang dengan menggunakan jari (kebiasaan di lapangan agar lebih praktis). Kemudian detonator dimasukkan dengan cara dittekan kuat kedalam power gel yang telah dilubangi tadi, agar tidak mudah lepas kabel detonator dililitkan pada power gel.

C.   Tahap Pengisian Bahan Peledak

Sebelum primer dimasukkan lubang ledak diperiksa terlebih dahulu apakah mengandung air atau tidak, selain itu juga dilakukan pemeriksaan kedalam lubang ledak karena kedalaman llubang ledak dapat berubah akibat runtuhan batuan. Apabila lubang ledak tersebut mengandung air maka harus dikeringkan terlebih dahulu dengan menggunakan kayu yang ujungnya dibalut dengan kain. Kemudian primer dimasukkan kedalam lubang ledak dengan hati-hati agar detonator tidak lepas dari power gel. Setelah primer berada di dalam lubang ledak, ANFO dituangkan perlahan-lahan.

D.   Tahap Penentuan Lubang Ledak (Stemming)

Di lapangan tahap ini dilakukan dengan menggunakan material yang ada di lokasi (tanah atau material hancuran hasil pemboran). Pambuatan stemming dilakukan setelah pemadatan isian bahan peledak.

E.    Tahap Penyambungan Rangkaian

Penyambungan rangkaian yang dilakukan adalah secara seri. Di lapangan sambungan leg wire (kabel detonator) pada tiap detonator hanya berukuran sama dangan kedalaman lubang ledak, maka diperlukan kabel pembantu (connecting wire) untuk menghubungkan tiap-tiap leg wire sebelum disambung dengan kabel utama (leg wire). Setelah itu dilakukan pengetesan tahanan terhadap rangkaian dengan menggunakan om meter, lalu rangkaian tersebut disambungkan ke exploder (blasting machine)

F.    Tahap Persiapan Sebelum Pelaksanaan Peledakan (Mencari Tempat Berlindung)

Tahap [ersiapan sebelum peledakan dimaksudkan untuk memberikan kesempatan pada pemegang blasting machine (juru ledak) khususnya dan orang sekitar area yan akan diledakkan. Untuk tambang terbuka dalam menentukan tempat berlindung harus dipertimbangkan arah dan jarak pelemparan dari batuan hasil peledakan tersebut. Jika sudah diketahui arah dan jarak pelemparannya, maka harus diambil arah yang berlawanan dari arah pelemparan tersebut.

G.   Tahap Peringatan Sebelum Peledakan

Sebelum pelaksanaa peledakan perlu diberi aba-aba kepada orang-orang yang berada di sekitar lokasi yang akan diledakkan agar segera berlindung, begitu pula dengan peralatan yang ada di sekitar lokasi peledakan di amankan. Aba-aba yang dimaksud berupa teriakan atau memakai alat seperti sirine atau peluit. Adapun tenggang waktu antara aba-aba pertama dengan peledakan haruslah cukup untuk memberikan kesempatan kepada orang-orang untuk berlindung dan mengamankan peralatan yang ada disekitar lokasi peledakan.

H.   Tahap Peledakan

Setelah semua persiapan peledakan dikerjakan, mulai dari pembuatan primer, pengisian bahan peledak, sampai penutupan kolom isian bahan peledak dan penyambungan rangkaian maka peledakan dapat dilakukan.

I.      Pemeriksaan Setelah Peledakan

Pemeriksaan setelah peledakan dilakukan setelah 15 menit atau setelah asap dari hasil peledakan hilang. Pemeriksaan ini biasanya dilakukan oleh juru ledak dengan tujuan untuk mengetahui apakah dijumpai peledakan yang gagal (misfire), jika semua telah meledak dengan baik dan kawasan peledakan aman dari runtuhan batuan, maka akan diberi aba-aba lagi bahwa peledakan telah berakhir dan operasi penambangan dapat dilanjutkan kembali.

2.2    Volume Peledakan

Volume peledakan batu andesit keseluruhan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

V = B1 x S x n x H x Sin α

Dimana :

V   = Volume batuan yang diledakkan, (m³)

B¹  = Burden semu (m) ; S = Spacing (m)

L    = Tinggi Jenjang (m) atau (H-J) x Sin α

N   = Jumlah Lubang Ledak ; α = Kemiringan Lubang Ledak.

2.3    Pemakaian Bahan Peledak

Bahan peledak yang dipakai perusahaan saat ini adalah ANFO dari PT. Dahana, Tasikmalaya. Dengan perbandingan 94,5% berat AN (Amonium Nitrat) berbentuk butiran dan 5,5% FO (Foil Oil). Sebagai primer digunakan powergel magnum 3151 dengan kekuatan 80% berbentuk dodol dengan ukuran berat 1 batang adalah 0,154 kg. Pemakaian bahan peledak untuk setiap kali peedakan adalah tidak sama, tergantung dari jumlah lubang ledak yang diledakkan.

2.4    Pola Penyalaan

Pola penyalaan yang diterapkan dilapangan CV. Gunung Batujajar saat ini adalah peledakan secara 5 atau 6 lubang ledak dalam satu row hingga lubang tembak yang diinginkan. Hal ini sangat berpengaruh sekali dengan keadaan lingkungan, dimana lokasi peledakan tidak berapa jauh dari pemukiman penduduk dan diakibatkan getaran terlalu tinggi apabila peledakan 7 lubang ledak keatas sekaligus. Dimana rumah penduduk berada di antara radius ±350 meter.

2.5    Letak Primer

Primer adalah suatu bahan peledak yang menerima penyalaan dari detonator atau sumbu ledak. Hasil peledakan ini selanjutnya disalurkan kebahan peledak. Dalam peledakan yang diterapkan di lapangan, primer ditempatkan pada bagian bawah ( bottom primming).

Primer harus ditempatkan pada titik yang paling terkurung dan ditempatkan pada lapisan batuad yang lebih keras. Letak primer ini akan menentukan bagian jenjang yang akan ditekan dan dipindahkan. Dimana primer ini berfungsi untuk menerima penggalak dari detonator.

Pembongkaran dan Pemuatan Hasil Peledakan

Hasil dari peledakan berupa bongkahan-bongkahan yang masih bertumpuk di tempat atau lokasi peledakan akan dibongkar/gali oleh Backhoe dan selanjutnya akan di muatkan ke alat angkut.

Untuk memenuhi target produksi, pekerjaan pemuatan batu andesit di lokasi penambangan untuk di angkut ketempat penyimpanan sementara (Stock Yard) digunakan Hydrolic Excavator atau (Backhoe) CAT 322.

Pengangkutan Material Hasil Peledakan

Pada proses pengangkutan hasil peledakan dari lokasi penambangan sampai ke Crushing Plant digunakan alat angkut berupa ”Dump Truck” dengan kapasitas 18.000 Kg/unit (10,7 M³).

Sistem pengangkutan akan menggunakan sistem pulang pergi melalui satu jalan, setelah penumpahan muatan ditempat pengolahan alat angkut akan kembali pada jalan yang sama.