BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG MASALAH Potensi ketidakstabilan yang terjadi pada batuan di sekitar lubang bukaan tambang bawah tanah biasanya akan selalu membutuhkan penanganan khusus terutama atas dua hal, yaitu keselamatan pekerja dan keselamatan peralatan yang terdapat di dalam tambang. Disamping itu, akibat dari kondisi yang lemah pada badan bijih sehingga menyebabkan batuan samping berpotensi jatuh, dapat mengakibatkan keuntungan dari operasi penambangan mungkin akan berkurang jika terjadi failure pada batuan di sekitar stope pada saat proses penambangan. Untuk mengatasi hal-hal seperti di atas, dibutuhkan pengetahuan mengenai penyebab ketidakstabilan dan merencanakan ukuran yang sesuai sehingga akan mengurangi atau menghilangkan segala macam permasalahan yang mungkin timbul pada proses penambangan bawah tanah. Berdasarkan informasi ini, maka pembahasan mengenai sistem penyanggaan batuan merupakan bagian yang tidak dapat terpisahkan dari pembahasan mengenai metode penambangan bawah tanah. Pembahasan ini menjadi sangat penting mengingat karakteristik batuan yang berbeda-beda dan memungkinkan munculnya bidang lemah batuan yang menyebabkan terjadinya ketidakstabilan batuan -seperti terjadinya runtuhan- sehingga menghambat kerja perusahaan dan berakibat pada terhambatnya pencapaian tingkat produksi yang diinginkan. Penyanggaan sendiri didefinisikan sebagai sistem yang membantu batuan agar dapat menopang dirinya sendiri sehingga mencapai keseimbangan setelah padanya diberikan gangguan berupa lubang bukaan. Tambang Emas Pongkor adalah tambang bawah tanah (Underground mine) dengan metode Gali dan isi (cut and fill). Tahapan penambangan (siklus penambangan) dimulai dari : •
Drilling (pengeboran)
•
Blasting (peledakan)
•
Mucking/Loading (pemuatan)
•
Transporting (pengangkutan)
•
Backfilling (penimbunan kembali)
Kegiatan development dan produksi tambang sepenuhnya dilakukan oleh Antam dan KPO (Karyawan Penunjang Operasi) di bawah manajemen Koperasi Tambang Emas (KOTAMAS) didasarkan pada pengalaman mengelola Tambang Emas Cikotok kecuali untuk pembuatan Raise Boring diserahkan pada perusahaan dalam negeri yang bermitra kerja dengan perusahaan luar negeri yang berpengalaman. Pengisian kembali rongga yang terbentuk karena ditambang, dilakukan dengan menggunakan 50 % limbah pabrik (solid tailing) yang telah dipisahkan dari material halusnya (-10 mikron). Daerah penambangan Ciurug merupakan daerah penambangan yang saat ini sedang dikembangkan di wilayah penambangan emas pongkor. Daerah ini terbagi menjadi tiga level, yaitu level 500, 600, dan 700. Namun, level 700 sudah tidak diproduksi karena kondisi batuannya yang lemah. Level 500 terbagi menjadi 2 blok. Yaitu blok sentral dan blok selatan (south). Masing-masing blok terbagi lagi menjadi 5 (lima) blok kecil-kecil yaitu blok 1A, 1B, 2, 3, dan blok 4 untuk membantu dalam proses filling (pengisian) kembali material ke dalam tambang. Masing-masing blok kecil memiliki panjang kurang lebih 80 meter. Blok Sentral umumnya memakai penyangga jenis strap, wire mesh, rock bolt jenis split set kecuali pada blok 2 sentral harus memakai cribbing karena terdapat clay pada lapisan batuannya. Sedangkan blok Selatan umunya memakai penyangga cribbing, rock bolt jenis split set, strap, dan wire mesh. Jarak antara (spasi) penyangga cribbing adalah 10 meter dan spasi rock bolt yang dipasang sebagai penyangga umumnya adalah 1,5 meter. Walaupun pada daerah yang benar-benar lemah menggunakan spasi yang lebih kecil. Dengan metode cut and fill, sangat mungkin terjadi potensi ketidakstabilan terutama dikarenakan kondisi batuan yang memang terdiri dari batuan kelas tiga
I-2
(memiliki RMR di bawah 30). Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian yang dapat mengidentifikasi penyebaran tegangan disekitar lubang bukaan sehingga dapat diputuskan kemungkinan-kemungkinan failure yang terjadi. Dengan pengetahuan ini diharapkan dapat diputuskan efektifitas dari penyangga rock bolt yang memang sudah ada saat ini.
1.2. IDENTIFIKASI MASALAH Keberadaan struktur batuan seperti struktur kekar sangat mungkin menghasilkan batuan-batuan lepas (falling rocks). Sebabnya adalah kekar-kekar yang saling berpotongan. Falling rocks ini merupakan potensi yang harus diperhatikan karena dapat membahayakan keselamatan pekerja yang mungkin sedang berada pada daerah tersebut. Pemasangan rock bolt yang tepat akan dapat menjaga kondisi falling rocks tidak terjadi. Terutama mengenai perhitungan model efektif yang dapat digunakan dalam pemasangan rocks bolt.
1.3. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah : i.
Mengidentifikasi perpindahan yang terjadi di sekitar lubang bukaan pada tambang bawah tanah.
ii.
Menganalisa perpindahan yang dihasilkan untuk rekomendasi kebutuhan penyangga.
1.4. PEMBATASAN MASALAH Untuk memudahkan analisis mengenai kestabilan bawah tanah, maka diperlukan beberapa batasan yang dilakukan : I-3
i.
Objek penelitian hanya dilakukan pada blok 1A dan blok 2 selatan level 500 tambang emas pongkor yang berbentuk stope.
ii.
Penghitungan ini menggunakan program UDEC Version 2.0 yang berbasiskan metode elemen distinct. Hal ini dikarenakan metode elemen distinct bagus digunakan pada model batuan yang diskontinu.
1.5. DIAGRAM ALIR PENELITIAN i.
Studi literatur, yaitu proses mencari informasi yang berkaitan dengan tema penelitian yang dipilih. Studi literatur ini meliputi mempelajari model perograman menggunakan UDEC, mempelajari keadaan umum daerah pongkor, mempelajari penelitian-penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya pada daerah tersebut.
ii.
Pencarian data, yaitu proses mencari data yang diperlukan untuk proses pemrograman menggunakan UDEC. Data ini meliputi geometri model, geometri terowongan, sifat-sifat massa batuan, model kekar, kondisi tegangan, kondisi batas, dan karakteristik elemen penyangga.
iii.
Memasukkan
data, yaitu proses memasukkan data-data yang telah
didapatkan sebagai input dalam pemodelan agar kemudian dilakukan penghitungan untuk mengetahui kestabilan daerah yang diteliti. iv.
Proses penghitungan dengan dua kondisi yaitu ketika tidak diberikan penyangga dan penghitungan ketika penyangga telah terpasang dengan berbagai sudut pemasangan.
v.
Pembahasan, hasil yang telah didapatkan melalui pemrograman yang berupa grafik, gambar pesebaran tegangan, dan FK akan dijadikan dasar berapakah sudut pemasangan rock bolt yang sesuai dengan kondisi batuan.
I-4
vi.
Grafik, gambar, dan FK akan dijadikan feed back apakah perhitungan telah dilakukan dengan benar sehingga masih memungkinkan untuk dilakukan kajian ulang atas data-data yang didapatkan atau kajian ulang atas proses-proses lainnya.
vii.
Rekomendasi, yaitu dilakukan setelah pembahasan berlangsung. Proses ini merupakan akhir dari penelitian yang berupa rekomendasi sudut untuk pemasangan penyangga rock bolt.
Perumusan Masalah Pembukaan stope pada tambang bawah tanah di tambang emas UBPE Pongkor pada level 500 urat ciurug akan menimbulkan potensi ketidakstabilan yang tinggi mengingat posisi ore yang berada tepat di atas atap lombong (stope). Hal ini membutuhkan penyangga yang efektif untuk menahan blok batuan agar tidak jatuh.
Studi Literatur * Teori penyanggaan * Karakteristik Batuan * Karakter berbagai jenis penyangga
• Geometri Model • Geometri terowongan • Sifat-sifat massa batuan • Model kekar
Pencarian Data : * Kondisi Tegangan * Kondisi Batas * Karakteristik elemen penyangga.
A
I-5
A Memasukkan Data Yaitu proses memasukkan data-data yang telah didapatkan sebagai input dalam pemodelan berupa panjang dan lebar lubang bukaan, karakteristik material, karakteristik split set –pada penelitian ini menggunakan tipe SS-39- agar kemudian dilakukan penghitungan untuk mengetahui kestabilan daerah yang diteliti.
• • • • • • • • • •
• •
Permodelan Terowongan Sebelum Penggalian Geometri daerah penelitian 100 m x 500 m Geometri lubang bukaan 5 m x 25 m Model kekar Model kekar semu Mendeformabel blok Sifat-sifat material HW, ore dan FW yang meliputi density, modulus bulk, modulus geser, sudut geser dalam, kohesi batuan, kuat tarik batuan. Sifat kekar pun di definisikan dengan nilai jkn dan jks. Data tegangan dan kondisi batas. Percepatan gravitasi dan Histori pada tiap titik pengamatan untuk mendeteksi perpindahan geser dan normal.
Penghitungan Dengan UDEC Hingga Tercapai Kesetimbangan Menggunakan perintah RUN atau Cycle Perhitungan berhenti hingga kurva history unbalance mendekati nol atau kurva perpindahan sudah menunjukkan harga yang konstan
Pemodelan Terowongan Setelah Dilakukan Penggalian Setelah dilakukan penggalian, akan muncul potensi ketidakstabilan yang tetap harus dilakukan penelitian terhadap faktor-faktor yang memungkinkan terjadinya ketidakstabilan tersebut. Caranya adalah dengan melakukan pemodelan.
B
I-6
B Pemodelan Terowongan Sebelum dan Sesudah Dilakukan Penyanggaan Dengan Berbagai Sudut Pemasangan Rock Bolt Setelah massa batuan digali, maka diperlukan kepastian kestabilan kondisi ini sebelum dilakukan penyanggaan.
Penghitungan Dengan UDEC Hingga Tercapai Kesetimbangan Pada model-model ini perhitungan dihentikan ketika kurva “history unbalance” nya mendekati nol. Model penyanggaan yang dijadikan penelitian adalah model A, B, C, D, dan model E
Analisis Hasil Hasil yang telah didapatkan melalui pemrograman yang berupa grafik, gambar pesebaran tegangan, dan FK akan dijadikan dasar model apakah yang lebih sesuai dengan kondisi batuan.
Saran Tindak Lanjut Model yang sudah stabil berdasarkan analisa hasil akan dijadikan acuan dalam pemasangan.
Selesai Gambar I-1 Diagram Alir Penelitian
1.6. HASIL PENELITIAN Pada penelitian ini diharapkan akan dhasilkan analisa terhadap perpindahan dan kecepatan, distribusi tegangan di sekitar lubang bukaan, dan analisa terhadap faktor keamanan pada lokasi pengamatan jika dipasang baut batuan pada sudut yang berbeda-beda. Hasil ini akan digunakan sebagai acuan terhadap sudut pemasangan baut batuan sehingga akan dihasilkan lubang bukaan yang mantap.
1.7. MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan akan memberikan pengetahuan kepada pembaca bahwa pemrograman UDEC cukup efektif jika digunakan dalam proses penghitungan I-7
kestabilan pada tambang bawah tanah. Selain itu, penelitian ini juga diharapkan mampu menggambarkan kondisi kemantapan dan kestabilan lubang bukaan tambang emas UBPE Pongkor sehingga selanjutnya dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk menentukan sudut pemasangan baut batuan pada daerah tersebut maupun daerah lainnya.
1.8. KEMUNGKINAN PENELITIAN LEBIH LANJUT Penambangan emas dengan metode cut and fill pada stope di UBPE Pongkor merupakan salah satu jenis penambangan yang dinamis karena penyanggaan biasanya dibuat untuk waktu yang tidak terlalu lama. Sehingga, diperlukan penelitian-penelitian lanjutan pada daerah yang sejenis. Adapun topik penelitian yang dapat dilakukan diantaranya adalah : a. Penelitian selanjutnya dapat menggunakan analisa penampang tiga dimensi sehingga dapat mengetahui pengaruh volume batuan di atas lubang bukaan dengan lebih baik. b. Penelitian selanjutnya juga dapat menggunakan program lain sebagai perbandingan ketelitian analisa mengunakan pemrograman UDEC
I-8
