TEKNIK PERTAMBANGAN UPRI MAKASSAR 2017 SEMESTER V Dosen : Abdullah Tambang Bawah Tanah TEKNIK PERTAMBANGAN UPRI MAKASSAR 2017 SEMESTER V Dosen :

I. PENYELIDIKAN UNTUK PEMBUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH 1.1 KLASIFIKASI PENYELIDIKAN Penggalian Bukaan Bawah Tanah (Terowongan) Merupkan Suatu Pekerjaan Yang Komplek, Di Mana Beberpa Ahli Dari Berbgai Disiplin Ilmu Terlibat Didalamnya. SECARA UMUM, Penyelidikan Geologi Teknik Untuk PTBT Ada 3 Tahap Yaitu: A. Tahap Penyelidikan Awal : Penyelidikan pendahuluan (reconaisance study) sampai pada studi kelayakaan (feasibility study) B.Tahap Penyelidikan Rinci: Sering disebut perencanaan teknis (engineering design), tetapi lebih dikenal perencanaan rinci (detail design) C. Tahap Penyelidikan Pada Saat Konstruksi: Sering disebut sebagai thap konstruksi (construetion stage) dan tahap “operasi dan pemeliharaan (operation and maintenance stage)

1.2 PEKERJAAN PENGUKURAN Penyelidikan Geologi Teknik dan Mekanika Batuan untuk pembukaan tambang bawah tanah (terowongan)

1.2.1 Pengkuran Pada tahap penyelidikan awal Ditujukan : untuk pembuatan peta situasi, yang mana peta situasi ini sangat berguna untuk menentukan alternatif jalur terowongan.   Pembuatan peta situasi biasanya dilakukan dengan pemasangan titik-titik triangulasi dan patok pengukuran dalam rangka pembuatan poligon luar. Apabila daerah penyelidikan cukup luas dan terpencil maka pemotretan udara akan menjadi pilihan. Survey Hidrografi akan dilakukan apabila sebagian dari daerah penyelidikan tertutup oleh air. Hasil pekrjaan pengukuran pada tahap awal adalah : Peta situasi daerah penyelidikan Peta situasi dan penampang melintang dari jalur terowongan dan lintasan penyelidikan geofisika Daftar koordinat dari patok-patok pengukuran yang telah diikatkan dengan titik triangulasi.

2.2 Pengukuran pada tahap penyelidikan rinci: Ditujukan : pada pembuatan profil lintasan terowongan dengan presisi yang tinggi. Lebar jalur yang dipetakan biasanya 200 m ke kanan dan ke kiri as lintasan terowongan. Hasil akhir dari penyelidikan rinci sbb. Peta situasi lintasan terowongan dengan skala 1 : 500 sampai 1 : 2000 Penampang tegak dari lintasan terowongan.

1.2.3 Pengukuran pada tahap konstruksi Di tujukan ; untuk mengendalikan arah dan kemiringan pengglian terowongan, disamping menghitung dimensi terowongan.   Pekerjaan tahap konstruksi adalah ; Menentukan arah dan kemiringan terowongan Mengukur penurunan dari permukaan tanah (apabila terjadi) sebagai akibat pembuatan terowongan. Melakukan pengamatan terhadap deformasi dinding terowongan. Memasang tanda-tanda pada titik tengah terowongan setiap 100 m, 250 m atau 500 m sesuai dengan kontrak

3 Penyeledikan Geologi teknik dan mekanika batuan Pemetaan geologi; dititik beratkan pada : Interpretasi Peta Topografi, dimaksudkan untuk mempermudah pelaksanaan pemetaan geologi dilapangan dan dilakukan pada tahap awal dari penyelidikan pembuatan terowongan. Interpretasi Topografi didasarkan : Pada pola dan penyebaran garis-garis kontur, sehingga dapat membedakan antar lembah dan perbukitan, punggungan serta jenis litologi dan struktur geologi yang ada didaerah penelitian. Peta topo grafi standar yang digunakan dengan skala 1 : 25.000 yang dikeluarkan oleh Jawatan Topografi

b). Interpretasi foto udara; dimaksudkan untuk membuat peta geologi, sehingga sangat meringankan pemetaan geologi dilapangan. Prinsip dasar interpretasi foto udara adalah : Rona permukaan (cerah-gelap) Rona cerah menunjukkan, batuan dan vegetasi jarang yang berarti litologi didaerah tersebut tidak dapat menyimpan air dengan baik . seperti : batu pasir, Granit.   Rona Gelap menunjukkan, batuan yang kedap air, sehingga tanah penutup diatasnya banyak mengandung air dan tentunya vegetasi akan lebat. Contoh : Andesit, Basalt Tekstur Permukaan (Halus-kasar) Tekstur Halus menunjukan, litologi didaerah tersebut tidak tahan terhadap erosi. Seperti : Lempung, Tufa. Tekstur kasar menunjukkan, batuan tersebut tahan terhadap erosi. Seperti : batu pasir, breksi dll. Penelusuran Foto Udara, mencerminkan adanya pengaruh Struktur Geologi seperti : Sesar, Kekar, dll. c). Interpretasi Pengindraan jauh; didasarkan pada citra satelit seperti SLAR (Side Looking Air Radar). d). Pemetaan geologi, ditujukan untuk memperlihatkan beberapa hal sbb; Morfologi dan pola aliran Jenis litologi dan penyebarannya (formasi batuan) Susunan stratigrafi Struktur geologi Sejarah Tektonik

II. PERSIAPAN PEMBUKAAN TAMBANG BAWAH TANAH 2.1 Pengertian dan Tujuan Persiapan Pembukaan Tambang Bawah Tanah adalah semua pekerjaan dalam rangka penyiapan atau pembangunan fasilitas kerja untuk kelancaran produksi tambang bawah tanah.

Pembangunan Fasilitas dibagi menjadi 2 yaitu: Fasilitas Permukaan (Surface Facilities) Fungsi Fasilitas Permukaan adalah untuk membantu atau menunjang kegiatan dibawah tanah yang meliputi: Jalan Angkut Gudang perkantoran Gudang Peralatan Gudang Bahan Peledak Gudang Bahan Baku Perbengkelan Stasiun Bahan Bakar Pembangkit Tenaga listrik 2. Fasilitas Bawah Tanah (Underground Facilities) barupa lubang-lubang bukaan berfungsi sebagai: Jalan masuk dan keluar bagi karyawan dan alat angkut yang bergerak (Lori, Skip, dan Cage) Mengangkut Material, Trafo, Sistem Telekomunikasi, Ban Berjalan, Fan, Pipa Air, Pipa Lumpur. Lubang khusus Ventilasi. Untuk Penirisan, Sumur dan Open Channel. Keselamatan Kerja (Penyelamatan jika terjadi kecelakaan).

2.2 Lubang Bukaan Berdasarkan posisinya, lubang bukaan dapat berupa: Lubang Masuk Utama (Main Entries). Seperti; Sumur Tegak/miring (Vertical atauIneline Shaft) Terowongan (Tunnel/Adit) Lubang Masuk Sekunder, seperti: Lubang sejajar (Drift), Level. Lubang Masuk Tersier. Misalnya, Lubang Naik (Raise) Lubang Turun (Winze) Sumuran Buntu (Blind Shaft) Ramp.

2.2.1 Bentuk dan Geometri Lubang Bukaan Bentuk dan Geometri atau ukuran Lubang Bukaan disesuaikan dengan fungsinya. Lubang Bukaan dapat berbentuk: Lingkaran, Tapal Kuda, Elips, Segi Empat, Trapesium, dan Poligon.

Ukuran lubang bukaan dibedakan atas 3 macam yaitu: Ukuran Kecil, diameter 2-3 Meter Ukuran Menengah, diameter 3-6 Meter Ukuran Basar, diameter > 6 Meter.  

2.3 Teknik Penggalian Lubang Bukaan 2.3.1 Metode Penggalian, ada 3 yaitu: Metode Penggalian Bebas, dilakukan dengan cara sederhana yaitu menggunakan alat-alat sederhana seperti: Sekop, Linggis, dll. Metode Mekanis, dilakukan dengan menggunakan alat-alat berat seperti: Roadheader, Tunnel Boring Machine (TBM), Drum Cutter. Metode Pemboran dan Peledakan (Drilling dan Blasting)

2.3.2 Siklus Penggalian Suatu Lubang Bukaan, sebagai berikut: Penggalian (Breaking/exervations) Pembersihan asap ledakan (Smoke Cleaning), jika menggunakan Bahan peledak. Pembersihan Atap (Sealing) Pengumpulan dan Pemuatan Material hasil penggalian (Mueking dan Loading) Pengangkutan Material Penyanggaan (Supporting), dibagi menjadi 2 yaitu a. Penyanggaan Sementara b. Penyanggaan Permanen.

2.3.3 Penggalian Cara Mekanis Roadheader Cutting Head Longitudinal/ Aksial Roadheader Cutting Head Tranversal Tunnel Boring Meachine

2.3.4 Penggalian Cara Peledakan Cara peledakan dipakai jika batuan sangat kuat, kompak, dan tidak ada alat lain yang tersedia atau dapat digunakan. Urutan ledakan digunakan Detonator Tunda (Nomor pada tiang lubang menyatakan nomor urutan ledak) Kemajuan penggalian perpeledakan dikontrol.  

2.4 Material Penyangga dan Perkuatan Lubang Bukaan Penyanggaan (Support) adalah penyanggaan struktural yang terbuat dari balok kayu, besi baja atau beton. Perkuatan yaitu berfungsi untuk memperkuat ikatan massa batuan disekitar lubang bukaan menggunakan: baut, beton tembok (Shotorcte), anyaman kawat.

Sistem Pengangkutan Bawah Tanah Fungsi: Mengangkut pekerja kedalam tambang dan sebaliknya. Mengangkut peralatan dan material kedalam tambang dan sebaliknya. Mengangkut Bijih dan Waste keluar tambang.

Berdasarkan Fungsinya, Sistem pengangkutan di Tambang Bawah Tanah dibedakan Atas 2 Jenis yaitu: Sistem Pengangkutan Utama (Hoisting System) merupakan pengangkutan bijih dari penimbunan bawah tanah, diangkut kepermukaan melalui jalan masuk utama (Shaft, Tunnel, Adit). Hoisting System (Sistem Derek Kabel) Angkutan Rel (Lokomotif dan Lori, Lori dan Kabel) Ban Berjalan (Belt Conveyor) Sistem Pengangkutan Samping (Auxilliary Haulage) merupakan oprasi pengangkutan dari lombong ke tempat penimbunan dibawah tanah. Ore Pass Drag Scraper Load Haul Dump (LHD)

2.5 Sistem Ventilasi Jika lubang bukaan semakin panjang, maka: Aliran udara bebas semakin berkurang sehingga temperatur udara semakin panas. Udara didalam lubang bukaan semakin lembab, mengakibatkan kondisi kerja tidak nyaman. Pekerja mengeluarkan banyak keringat, cepat lelah, dan pusing, karena Oksigen semakin Sedikit. Kondisi tersebut dapat diatasi dengan pembuatan Sistem Ventilasi yang mengalirkan udara sampai kedalam tambang. Tujuan Ventilasi dalam Tambang Bawah Tanah adalah: Untuk menjamin agar kandungan Oksigen dalam Udara tambang memenuhi bagi kebutuhan pernapasan pekerja, untuk proses mesin-mesin yang digunakan. Agar tercapai temperatur udara yang nyaman sepanjang jam kerja. Untuk menghilangkan atau menurunkan konsentrasi partikel debu penggalian. Untuk menurunkan konsentrasi Gas-gas yang mengganggu, misalnya: CO2, CH4, dan Gas Beracun seperti, CO, NO, dll.

2.6 Teknik pengaliran udara segar kedalam tambnag ada 2 cara yaitu: Sistem Ventilasi Alam, udara akan mengalir secara alami kedalam tambang karena perbedaan temperatur dan tekanan dikedua ujung lubang bukaan yang elevasinya berbeda. Kemampuan dari sistem Terbatas, hanya untuk lubang bukaan sederhana dan tidak bercabang-cabang. Sistem Ventilasi Buatan, udara segar dimasukan kedalam tambang menggunakan kipas angin tenaga besar. Kemampuannya: sebagai pendorong udara (Blower) atau sebagai Penghisap Udara (Exhauster) NO Pernapasan Hirup/Menit Udara Terhirup/Pernapasan X 10-3 Udara Terhirup X 10-4 m3/detik O2 Terkontaminasi X 10-3 m3/detik Koefisien Pernapasan 1 12-18 337-705 0,82-2,18 0,47 0,75 2 30 90-120 7,64-9,83 3,3 0,90 3 40 2460,0 16,4 4,7 1,00

2.7 Sistem Penirisan Untuk memindahkan air keluar tambang biasanya digunakan pompa dengan ukuran tertentu. Tetapi sebelum dipompa keluar, air dikumpulkan dulu dalam satu Ceruk (Sump). Ditepi tiap lantai lubang bukaan dibuat paritan untuk mengalirkan air menuju ceruk. Selanjutnya dari ceruk tersebut, air dipompa dan melalui pipa-pipa dialirkan kepermukaan tambang. Jenis pompa yang digunakan yaitu: Pompa Submersible. Jenis pompa ini sangat menguntungkan, karena pompa akan mati secara otomatis jika air habis dan akan hidup kembali secara otomatis apabila permukaan air mencapai ketinggian Katub Isap dari Pompa tersebut.

2.8 Sistem Penerangan Lampu Tujuan: Untuk memperlancar aktivitas penambangan dan meningkatkan keselamatan kerja. Titik-titik lampu diletakan di jalan masuk utama, jalan angkut, dan ditempat penggalian berlangsung. Untuk menghindari terjadinya kebakaran akibat hubungan arus pendek, maka kabel yang digunakan harus terbungkus dan terisolasi dengan baik.

2.9 Sistem Keselamatan Kerja Dalam membina suatu keselamatan kerja tambang, pendekatan yang paling efektif adalah dengan cara mencegah atau menghilangkan penyebab terjadinya kecelakaan. Jadi, prinsip dasar dari pencegahan kecelakaan adalah menghilangkan penyebab dari kecelakaan itu sendiri. Sarana Keselamatan Kerja Pakaian Kerja Helm Sistem Komunikasi Sepatu Kerja Masker

Dari hasil penelitian, penyebab dari kecelakaan kerja adalah: Faktor Manusia 90% Peralatan 8% Kondisi Kerja Tidak Aman 2% Contoh kecelakaan akibat Faktor Manusia: Pekerja terjatuh karena menaiki Ban Berjalan Terbentur karena tidak menggunakan HELM Terkena Ledakan.

Contoh kecelakaan akibat Peralatan: Pekerja terbentur alat gali karena sistem hidrolis tidak bekerja Reni tidak berfungsi. Contoh kecelakaan akibat kondisi kerja tidak aman: Pekerja terkena jatuhan batu yang tiba-tiba jatuh dari bagian atas tempat karyawan bekerja.

iii. RANCANGAN BUKAAN BAWAH TANAH

3.1 Filosofi Rancangan Bukaan Bawah Tanah Konsep rancangan suatu sistem penggalian dibawah tanah baik dibidang pertambangan maupun di teknik sipil sebenarnya merupakan hal yang relatif baru perkembangannya. Tetapi pada rancangan suatu trowongan, TIM perancang dihadapkan pada suatu Massa batuan yang mempunyai sifat alami yaitu: Heterogen, Anisotrop, dan kontinue. Oleh karena itu, yang lebih penting diperhitungkan ialah gaya-gaya yang dihasilkan akibat redistrigusi dari tegangan awal (Original Stress). Misalnya akibat karena adanya penggalian yang sudah dibuat sebelumnya, kemungkinan adanya cacat akibat struktur geser. Secara Filosofis, rancangan bukaan bawah tanah yang baik menurut E. Hoek dirumuskan sebagai berikut: Tujuan dasar setiap rancangan untuk penggalian dibawah tanah harus menggunakan massa batuan itu sendiri sebagai material struktur umumnya. Selama penggalian harus menghasilkan gangguan kemantapan yang sekecil mungkin, dan sedikit mungkin menambahkan beton dan penyangga. Dalam keadaan asli, dan buatan mengalami tegangan tekanan, pada umumnya batuan keras lebih kuat daripada beton, bahkan dalam beberapa kasus kekuatannya sama dengan baja.

Panjang Total (Dimensi) PERBEDAAN TEROWONGAN TAMBANG DAN TEROWONGAN SIPIL NO DILIHAT DARI TEROWONGAN TAMBANG TEROWONGAN SIPIL 1 Sifat Temporer, sebatas umur tambang Permanen 2 Penggunaan Untuk sarana penambangan Untuk pelayanan umum sebagai persyaratan lebih ketat. 3 Lokasi Dibuat dimana terdapat cadangan bijih Dapat dipilih pada batuan yang baik 4 Kondisi Batuan Kondisinya dapat diketahui secara lebih baik karena aktifitas bertahun-tahun Memerlukan eksplorasi lokasi secara rinci 5 Kondisi Tegangan Kondisinya berubah-ubah karena penambangan merupakan oprasi yang dinamis Karena statik maka kondisi tegangannya relatif tetap. 6 Kedalaman Lebih dalam, sehingga berpengaruh pada medan tegangan. Dangkal (<500 m) 7 Panjang Total (Dimensi) Jauh lebih panjang, agar dapat mencapai lokasi endapan bijih. Lebih pendek karena persyaratan yang sangat ketat. 8 Biaya Ditekan serendah mungkin untuk keuntungan maksimum Alokasi dana penyelidikan jauh lebih besar.

3.2 Metoda Rancangan Metoda rancangan dapat dibagi dalam 3 metoda yaitu: Metoda Analitik (Analytical Method) Berdasarkan analisis tegangan-tegangan dan deformasi-deformasi yang terjadi disekitar lubang bukaan. Teknik yang sering digunakan yaitu: Perhitungan numerik dengan menggunakan: Metoda Elemen Hingga (Finite Element Method) Metoda Beda Hingga (Finite Difference Method) Metoda Elemen Batas (Boundary Element Method) Simulasi Analogi (Analog Simulation) misalnya: Analogi Listrik Fotoelastik Model Fisik (Physical Modelling) misalnya, pembuatan model dengan sekala tertentu.

2. Metoda Empirik (Empirical Method) Berdasarkan analisis statistik, yaitu melalui pendekatan Empirik dari banyak pekerjaan serupa sebelumnya. Pendekatan Empirik yang paling baik adalah: Klasifikasi Terzaghi Klasifikasi Geomekanika dari Bienawski Klasifikasi NGI/Q. System. 3. Metoda Pengamatan (Observation Method) Berdasarkan analisis data pemantauan pergerakan Massa batuan pada saat penggalian dan analisis interaksi batuan penyangga.

3.3 Prosedur Rancangan Tahapan pembuatan rancangan bukaan bawah tanah menurut Bienawski terdiri dari 5 tahapan sebagai berikut: