METODE PENAMBANGAN RUNTUHAN (CAVING)

PENDAHULUAN Metode ambrukan (caving method) adalah cara penambangan endapan bijih atau batubara pada tambang bawah tanah dengan cara pengambrukan yakni meruntuhkan deposit bijih atau batubara, karena adanya pengaruh gaya grafitasi

KLASIFIKASI METODE PENAMBANGAN RUNTUHAN (CAVING) LONGWALL MINING SUBLEVEL CAVING TOP SLICING BLOCK CAVING

LONGWALL MINING

PENGERTIAN LONGWALL Longwall mining adalah adalah suatu sistem atau metode penambangan bawah tanah pada suatu deposit (umumnya batubara) dengan membuat lorong-lorong panjang, digunakan pada deposit yang datar, tipis dan berbentuk tabular

KARAKTERISTIK UMUM LONGWALL BENTUK DAN POSISI Bentuk Deposit : Tabular Posisi Deposit : Moderate 150-900 m atau lebih (batubara) < 3,5 km (non batubara) Dip Deposit :Rendah, <12 derajat, lebih baik jika datar. MINERAL Ore grade : Moderate Deposit size : Luas area sekitar >260 ha, lapisan tipis, ketebalan seragam. KONDISI GEOTEKNIK Ore strength Sedang untuk mempermudah penggalian. Rock strength Lemah sampai Sedang, agar mudah runtuh.

KARAKTERISTIK LONGWALL PADA BATUBARA Penambangan pada bagian batubara yang besar, rasio pengambilannya tinggi Dalam 1 panel bisa menghasilkan jumlah yang besar dan bisa melakukan pengkonsentrasian panel Pada kemiringan yang landai, penambangan batubara (eksploitasi), transportasi batubara, penyanggaan serta mekanisasi menjadi mudah, sehingga dapat meningkatkan produktifitas eksploitasi batubara Bisa mengkonsentrasikan panel, terhadap jumlah produksi batubaranya panjang perawatan terowongannya pendek Sistem Ventilasi menjadi mudah, dan swabakar juga jarang terjadi, jadi merupakan nilai lebih dalam segi keamanan & keselamatan Dapat memanfaatkan tekanan tanah sehingga pemotongan batubara lebih mudah Apabila ada runtuhnya atap, kerusakan mesin maka produksi batubara akan berkurang banyak

DIMENSI LONGWALL PADA BATUBARA Panjang Panel : 900 – 2700 m Lebar Panel : 150 – 300 m Lebar Permukaan : 2.4 – 3.6 m Tebal lapisan : 0.9 – 4.5 m SHORT WALL Short wall adalah penambangan bawah tanah untuk endapan batu bara, dengan membuat lorong-lorong yang ukurannya lebih kecil atau lebih pendek dari long wall (pada prinsipnya sama dengan longwall)

SISTEM PENAMBANGAN LONGWALL Ada 2 jenis cara penambangan longwall,yaitu: Cara maju (Advancing) Cara mundur (Retreating)

CARA MAJU Pada penambangan batubara sistem maju, penambangan dimulai dari mulut masuk suatu blok penambangan batubara, dan diteruskan penambangan maju mengarah ke dalam sampai ke ujung panel penambangan, yang dilakukan secara bersamaan untuk terowongan dan permuka kerja, sambil mempertahankan terowongan di gob.

CARA MUNDUR Pada penambangan batubara sistem mundur, pertama digali seam road dari mulut masuk blok penambangan, dan pada waktu terowongan tersebut mencapai garis maksimal, dibuat permuka kerja sepanjang garis batas tersebut untuk memulai penambangan batubara menuju mulut masuk.

KELEBIHAN & KEKURANGAN LONGWALL “MAJU” Waktu Persiapan Eksploitasi pendek Bisa dilakukan hanya dengan development yang pendek, jumlah investasi awal kecil Pada daerah yang terdapat banyak perubahan lapisan batubara ataupun patahan, area yang banyak gas maka penelitiannya serta pengeluaran gas sangat rumit dan sulit Daerah yang setelah ditambang harus terus dirawat terowongannya hingga selesai penambangannya, dan semakin maju penambangan maka terowongan yang harus dirawat juga semakin panjang, jadi biaya perawatannya mahal Mudah terjadi swabakar apabila ada kebocoran angin di daerah yang telah ditambang, dan apabila tidak bisa melakukan perawatan terowongan maka section terowongan semakin kecil dan bisa menghalangi ventilasi, transportasi Perlu dilakukan pengerjaan pengisian (filling), kemajuan panel/face bisa terhambat oleh pengerjaan filling itu.

KELEBIHAN & KEKURANGAN LONGWALL “MUNDUR” Waktu Persiapannya lama Developmentnya panjang sehingga investasi awalnya besar Dengan mengetahui terlebih dahulu kondisi lapisan batubara pada tahap development, daerah yang terdapat banyak gas maka dapat dilakukan pengeluaran gas sebelum melakukan eksploitasi Tidak perlu merawat terowongan yang telah dilakukan penambangan, seiring dengan penggalian maka terowongan semakin pendek jadi mudah untuk melakukan perawatannya, ventilasi serta pentransportasiannya Setelah penggalian tidak ada kebocoran udara maka tidak ada kekhawatiran akan terjadinya swabakar Kondisi panel dapat diketahui lebih dahulu sehingga dalam pengeksploitasiannya lebih terencana Tidak melakukan pengerjaan pengisian (filling), bisa diterapkan mekanisasi dengan alat berat, produktifitas tinggi, memungkinkan perencanaan jumlah produksi karena kekutan produksi panelnya stabil

SUBLEVEL CAVING

PENGERTIAN “SUB LEVEL CAVING” Sub-level caving adalah cara penambangan yang memulai penggaliannya dari atas kebawah dimana pengalian dilakukan selapis demi selapis dan penambangannya dilakukan secara lateral (meliputi seluruh ketebalan). Metode ini membutuhkan pengembangan yang ekstensif  sebelum dan selama penambangan.

Sublevel Caving

Gambar lorong, potongan sublevel dan tahap pengeboran fanhole

Gambar tata ruang sublevel caving dan unit operasi secara detil.

Siklus produksi Terdiri dari rangkaian operasi dan alat dan pengembangan operasi secara pararel Pengeboran : Pengebor fan jumbo dengan 2 atau 3 boom, mesin pneumatic atau hidrolik bertenaga disel, ukuran lubang antara 51-76 mm dengan faktor pengeboran 0.2 m/ton. Peledakan : ANFO, slurries, pengisian bulk dengan pemuat pneumatic atau pompa firing listrik atau dengan meledakan menggunakan detonator. Peledakan sekunder: pengeboran dan peledakan, mudcap. Pemuatan : Load haul dump, overhead loader, front end loader.

Siklus produksi

RANGKAIAN TAHAP PENGEMBANGAN 1.PRODUCTION SHAFT. • Biasanya Terletak pada footwall yang • ukuran berdasarkan tingkat produksi 2. INTERNAL RAMP. •Dibangun pada footwall yang • jalur merata dengan akses sublevel menuju drift • Mengikuti kemiringan badan bijih • Memungkinkan peralatan untuk bepergian dari tingkat ke tingkat tanpa menggunakan poros • Dirancang demgam kelebaran lebih dari 5 ft dan ketinggian lebih dari tingginya peralatan 3. SUBLEVEL EKSTRAKSI DRIFT. • Dikembangkan pada footwall sejajar dengan badan bijih • Biasanya dibuat setiap 100 ft

5. TINGKAT PENGANGKUTAN UTAMA 4. OREPASSES • Terletak setiap 100 ft hingga 200 ft pada drift ekstraksi sublevel • Digunakan untuk mengangkut bijih dari sublevels ke tingkat pengangkutan utama • Dirancang untuk memiliki kemiringan sekitar 70 ° sampai 80 ° • ukuran didasarkan dari tingkat produksi dan jarak orepass • Grizzlies dan pemecah batu harus dipasang untuk mencegah terdapatnya batuan dengan ukuran terlalu besar pada coveyer belt. 5. TINGKAT PENGANGKUTAN UTAMA • jalur drift dikembangkan pada footwall secara parallel • menggunakan trem dari orepass menuju crusher dan kantung pemuat atau conveyer belt untuk dibawa kepermukaan. • ukuran didasarkan dari ukuran peralatan tramming yang berdasarkan tingkat produksi untuk tambang 6. INFRASTRUKTUR TAMBANG • Ventilasi : ukuran ventilisasi berdasarkan kebutuhan ( 100 CFM per brake horsepower) • tempat Peralatan : ukuran berdasarkan tempat peralatan • dewatering system pada tambang. • pipa bertekanan untuk udara dan air. • Sistem Listrik • Stasiun Refuge

KARAKTERISTIK SUB LEVEL CAVING Bentuk endapan tidak homogen. Kekuatan batuan samping lemah dan dapat pecah menjadi bongkahan–bongkahan dan akan menjadi penyanggah batuan terhadap timber di bawahnya. Kekuatan bijih lemah tetapi batuan dapat bertahan untuk tidak runtuh selama beberapa waktu dengan penyanggahan biasa walaupun tetap akan runtuh bila penyanggaan ini diambil. Sub Level Caving merupakan salah satu metode penambangan untuk tambang bawah tanah yang berproduksi besar, tetapi cukup berbahaya. Umumnya kecelakaan yang terjadi adalah tertimpa penyangga. Kemiringan deposit ( > 600 ataupun vertikal) Ukuran deposit / ketebalan (> 6m) Karena menyebabkan subsidence pada permukaan tanah, maka permukaan tidak boleh terdapat bangunan Kemiringan bijih : menengah (moderate) Memiliki kadar dan mining recovery yang tinggi Kedalaman penambangan (< 1.2 km atau < 4000 ft)

KEUNTUNGAN SUB LEVEL CAVING: Tingkat produktifitas tinggi (20-40 ton / shift) Tidak ada pillar yang di tinggalkan. Kemungkinan terjadinya kebakaran kecil, karena penggunaan penyanggah kayu sedikit, kecuali pada endapan – endapan sulfida. Sistem ventilasi baik (tidak kompleks). Keamanan , keselamatan, dan kesehatan dalam bekerja baik.

KERUGIAN SUB LEVEL CAVING: Sukar untuk mengadakan tambang pilih (selective mining), karena tak dapat ditambang bagian demi bagian. Biaya penambangan : menengah – tinggi (relatif 50%) Biaya pengembangan (development) : tinggi Perolehan tambang tidak terlalu tinggi. Dillution sering terjadi 10 % - 35 % . Biladillution harus rendah maka mining recoverynya juga menurun. Merupakan cara penambangan yang kurang luwes karena terlalu banyak syarat yang harus dipenuhi dan tidak mudah diubah ke metode lain.

Tambang Kiruna di Norbotten County, Lapland adalah sublevel caving bijih besi di Luossavaara, dimulai pada tahun 1898. Tubuh bijihmemiliki panjang 4km, ketebalan 80m dan kedalaman 2km ini telah menghasilkan lebih dari 950Mt bijih besi sejak pembukaan. Dengan cadangan aslinya 1,800Mt .

TOP SLICING Top Slicing adalah suatu penambangan untuk endapan- endapan bijih dan lapisan penutup (overburden) yang lemah atau mudah runtuh. Penambangan dilakukan selapis demi selapis dari atas ke bawah pada lombong yang disanggah. Kalau lorong sudah selesai digali, maka penyanggah diatasnya dibiarkan runtuh sedikit demi sedikit atau secara bertahap. Metode ini akan memungkinkan perolehan tambang yang tinggi walaupun sering terjadi penipisan.

KARAKTERISTIK Untuk endapan yang memiliki overburden yang lemah sehingga saat dilakukan penggalian dibawahnya maka akan secara perlahan-lahan turun menutu lubang bukaan.. Memilik ukuran endapan yang cukup besar Batas endapan dengan country rock cukup jelas, sehingga tidak memerlukan selectif mining Dipermukaan tidak diperbolehkan adanya bangunan karena akan ada penurunan permukaan Banyak terdapat struktur retak-retakan UPAYA UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI SISTEM PENAMBANGAN INI ADALAH : Untuk memperbesar produksi, daerah penggalian diperbesar di beberapa permukaan kerja (front). Mengurangi jumlah “raise” berarti jarak antara raise dapat diperbesar. Mengurangi pekerjaan, persiapan harus diimbangi dengan pengangkutan yang lebih efisien Untuk menghindari bahaya dan mengurangi keselamatan kerja, proses ambrukan sebaiknya dibuat secara pelan-pelan agar tidak runtuh dalam skala besar.

Metode Top Slicing

KEUNTUNGAN TOP SLICING : Jika batuan samping tidak terlalu lemah, maka pengotoran jarang terjadi. Dapat mengadakan pengambilan contoh batuan (sampling) didalam lombong secara teratur untuk mengetahui batas endapan yang pasti. Dapat menghasilkan produksi yang besar. Jika endapan bijih teratur dan jelas batas- batasnya, maka perolehan tambangnya sangat tinggi (90-95%).

KERUGIAN TOP SLICING Pada saat hujan, air masuk melalui retakan-retakan. Dapat menyebabkan amblesan yang merusak topografi dan tata lingkungan Ventilasi lombong menjadi sukar, sehingga perlu peralatan khusus. Membutuhkan persiapan kerja yang lama dan banyak Banyak menggunakan penyangga kayu sehingga dapat menyebabkan kebakaran dan menimbulkan gas-gas beracun dari proses pembusukan kayu penyangga.

BLOCK CAVING

PENGERTIAN “BLOCK CAVING” Block caving atau runtuhan blok adalah metoda penambangan dengan memotong besarnya area luas penampang bagian bawah dari blok bijih untuk meruntuhkan bijih di atas level undercut. Dengan metode ini akan terbentuk gua-gua / ruang ambrukan (cave) yang nantinya akan terjadi perambatan ambrukan (cave propagation) pada bijih akibat tekanan dari atas yang mempunyai beban dari bijih itu sendiri, dan sifat batuan yang berada di daerah cave yang mudah ambruk karena adanya gaya gravitasi.

KARAKTERISTIK BLOCK CAVING Kekuatan bijih lemah sampai medium (25 – 100 MPa), dengan batas bijih dan batuan jelas. Kekuatan bijih lemah sampai kuat (25 – 250 MPa), diutamakan massa bijih rapuh yang mempunyai retakan atau kekar sehingga dapat runtuh dengan sendirinya. Untuk urat yang lebar dan lapisan yang tebal, cebakan massive yang homogen yang terletak dibawah overburden bersifat segera runtuh. Penunjaman sudut cadangan (deposit dip) curam (>600) atau vertikal, datar jika sangat tebal. Bentuk cadangan badan bijih yang akan di tambang mempunyai area horizontal yang sangat luas dengan ukuran tebal bijih lebih dari 30 m (100 ft).

Kadar bijih rendah dan seragam Kadar bijih seragam dan pemilihan kadar tidak dapat dilakukan. Bijih harus disangga pada saat development tetapi akan segera hancur ketika peronggaan telah di mulai. Kedalaman sedang (lebih dari 2000 ft dan kurang dari 4000 ft atau lebih dari 600 m dan kurang 1200 m), kedalaman harus cukup untuk menimbulkan tekanan dari overburden dimana melebihi kekuatan batuan.

SIKLUS PRODUKSI BLOCK CAVING PEMBORAN (daerah undercut) mengunakan alat pneumatic dan rotary-percussion. PELEDAKAN (daerah undercut) bahan peledak yang digunakan umumnya adalah Emulsion. PEMUATAN (dari drawbell atau orepass) peralatan yang di gunakan adalah Loader. PENGANGKUTAN (pada level utama) peralatan yang digunakan adalah belt conveyor.

KEUNTUNGAN PENAMBANGAN BLOCK CAVING Sistem penambangan ini tidak terlalu mahal di bandingkan dengan system penambangan lainnya karena relatif sedikitnya pemboran, peledakan dan penyanggaan. Produksi yang terpusat membuat pengawasan menjadi efisien dan pemeriksaan kondisi kerja menjadi lebih teliti. Pembuatan system ventilasi tidak terlalu kompleks di bandingkan system penambangan bawah tanah lainnya, sehingga kesehatan dan keselamatan kerja baik Metode penambangan bawah tanah dengan tingkat produksi tinggi. Recovery tinggi.

KERUGIAN METODE PENAMBANGAN BLOCK CAVING Permintaan produksi yang meningkat tidak dapat langsung di penuhi karena di butuhkan waktu yang lama untuk mempersiapkan block tambahan untuk produksi. Penghentian penarikan bijih selama waktu tertentu akan menyebabkan kehilangan bukaan yang telah ada pada area yang berpengaruh jika bukaan tersebut merupakan titik konsentrasi berat. Metode ini tidak fleksibel karena sulit dilakukan perubahan kebentuk panambangan bawah tanah lainnya. Peronggan dan penurunan permukaan tanah terjadi dalam skala besar sehingga permukaan tanah berbahaya (surface) Pemeliharaan bukaan di daerah produksi sangat penting dan mahal jika terbentuk pilar yang menerima beban terlalu besar.