Keuntungan Dan kerugian Metode TBT

APLIKASI, KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN BERBAGAI METODE TAMBANG BAWAH TANAH

Pada dasarnya aplikasi setiap metode tambang bawah tanah bersifat spesifik. Walaupun demikian, pada prakteknya sukar sekali secara menyeluruh memenuhi kondisi idealnya.

       Dilain pihak, bijih juga memungkinkan mempunyai kondisi yang cocok untuk aplikasi beberapa metode, sehingga perlu dilakukan evaluasi terhadap metode-metode tambang bawah tersebut.

·      Setiap metode mempunyai aplikasi yg spesifik, tetapi karakteristik bijih   dan country rock   tidak senantiasa ideal

·      Karakteristik bijih dan country rock kadang memungkinkan aplikasi dua atau lebih metode

Eksploitasi mineral dimana seluruh ekstraksinya dilakukan di bawah permukaan bumi dinamakan “underground mining” (tambang bawah tanah), atau “deep mining” (tambang dalam).

Metode tambang bawah tanah diterapkan apabila (1) kedalaman cebakan, (2) nisbah pengupasan over burden terhadap bijih, atau keduanya menjadi tidak memungkinkan dilakukan eksploitasi dari permukaan.

Pemilihan metode yang cocok, mencakup aspek:

(1)        Menentukan perlu tidaknya penyangga, dan penyangga yang mestinya dipakai

(2)        Merancang konfigurasi bukaan dan urutan ekstraksi dikaitkan penyebaran bijihnya.

==========================================

3.1. STOPE DG. PENYANGGAAN ALAMIAH  atau OPEN STOPE

Aplikasi open stope secara umum:

1.    Daerah bijih dan country rock kuat, kecuali cebakan tipis-datar atau sedikit miring yang dapat ditambang dengan retreating system

2.    Bijih kadar rendah atau nilai ekonomis rendah, mengingat pillar berupa bijih dan losses tinggi.  Pada bijih kadar tinggi dapat dilakukan pillar robbing.

3.    Penambangan sangat selektif. Pada steep dip 50⁰ – 90⁰ dimungkinkan meninggalkan kadar rendah sbg pillar. Pada flat dip 0⁰ – 20⁰ mempunyai selektifitas tinggi.

4.    Pada flat dip dimungkinkan sortasi, untuk steep dip dilakukan sortasi secara terbatas.

5.    Aplikasi umum: tabular dinding teratur, batas dinding jelas. Kadang diterapkan untuk cebakan yang besar, menggumpal (massive), dinding irregular.

=========================================

3.1.1. OPEN STOPE DGN. UNDERHAND STOPING

=========================================

·      Level bagian atas dan bawah dihubungkan dengan raise

·      Penambangan dimulai dari level atas menuju level bawah (underhand stoping), sehingga terbentuk jenjang untuk berdiri pekerja

·      Broken ore dijatuhkan secara gravitasi menuju haulage drive sehingga meminumkan transportasi mekanikal.

Aplikasi:

1.   Bijih ketebalan 3-4 meter

2.   Kemiringan 50⁰, pemindahan bijih secara gravitasi

3.   Bukan sebagai metode utama, hanya sebagai metode tambahan untuk ekstraksi bijih yang terpisah dari bijih utama atau bagian badan bijih utama yang memberikan kondisi yang cocok

4.   H/W dan F/W kompeten untuk mengurangi ore pillar

5.   O/Z boleh inkompeten karena bijih menjadi tempat berpijak pekerja

Keuntungan:

1.    Unjuk kerja pemboran baik

2.    Kebutuhan penyanggaan sedikit

3.    Memanfaatkan gravitasi untuk transportasi broken ore

4.    Pemboran dilakukan kearah bawah

5.    Kehilangan bijih halus kadar tinggi lebih sedikit

Kerugian:

1.    Sortasi sukar dilakukan dalam stope

2.    Kondisi kerja berbahaya khususnya dibawah backs dan walls, interval level harus kecil

3.    Fasilitas menempatkan waste dlm stope sangat terbatas

4.    Broken ore dikeluarkan pada “satu titik”, produksi kecil

========================================

3.1.2. OPEN STOPE DGN. OVERHAND STOPING

========================================

·      Level bagian atas dan bawah dihubungkan dengan raise

·      Penambangan dimulai dari level bawah menuju level atas (overhand stoping)

·      Untuk bijih yang curam diperlukan platforms (3-4 meter vertikal, 1-2 meter horizontal) untuk perpijak pekerja

·      Broken ore dijatuhkan secara gravitasi menuju haulage drive sehingga meminumkan transportasi mekanikal

·      Haulage level dilindungi oleh ore pillar atau timber mat

Aplikasi:

1.    Ketebalan bijih 3-4 meter

2.    Kemiringan 50⁰, pemindahan bijih secara gravitasi

3.    Kemiringan diatas 50⁰, diperlukan platform pekerja

4.    Bukan sebagai metode utama, hanya sebagai metode tambahan untuk ekstraksi bijih yang terpisah dari bijih utama atau bagian badan bijih utama yang memberikan kondisi yang cocok

5.    H/W dan F/W kompeten untuk mengurangi ore pillar

6.    Badan bijih kompeten

Keuntungan:

1.        Posisi backs tidak memberikan bahaya, interval level dapat lebih kecil

2.        Sorting dilakukan secara sistimstis

3.        Waste hasil sorting dapat ditumpuk pada mine out area

4.        Kondisi kerja lebih aman dan aplikasi lebih elastis

5.        Pada kemiringan yang kecil broken ore jatuh pada haulage drive secara gravitasi

Kerugian :

1.    Unjuk kerja pemboran menurun

2.    Kemiringan bijih diatas 45⁰ diperlukan platform pekerja

3.    Lebih banyak memerlukan material penyangga

4.    Lebih besar kehilangan bijih ukuran halus kadar tinggi

3.1.3. OPEN STOPE DGN. BREAST STOPING

                            atau STOPE AND PILLAR

======================================

·      Pembongkaran dilakukan secara maju (advancing) terhadap bijih horisontal kurang 3 meter, dimana kondisi tersebut tidak memungkinkan penambangan underhand maupun overhand.

·      Endapan yang lebih tebal dari 3 meter, maka dilakukan berjenjang, dengan tebal maksimum 13 meter

·      Penyanggaan atap dilakukan secara pemanen atau semi permanen (pillar) dari bijih itu sendiri yang kadang-kadang diperkuat dengan semen disekelilingnya (spray cement, pouring cement)

Prosentase bijih sebagai pillar tergantung pada:

1.    Karakter atap: menentukan jarak antara pillar

2.    Karakter lantai: menentukan jarak antara pillar

3.    Kekuatan bijih: menentun ukuran penampang pillar

Pada cebakan datar ketebalan 4 – 5 meter, dilakukan penggalian bijih sehingga terbentuk “wide drifts” dan ditinggalkan pillar secara sistimatis. Pillar dapat ditinggalkan sebagai penyangga permanen atau dilakukan “pillar robbing”. Pada tahap pertama penggalian, hanya diperoleh mining recovery sekitar 60%, dan meningkat menjadi 80% setelah dilakukan pillar robbing.

Penambangan stope and pillar digunakan di tambang uranium Elliot Lake. Daerah penambangan dibagi menjadi ruang segiempat teratur yang dipisahkan oleh pillar. Pembuatan ruangan diawali pembuatan pillot raise ke arah kemiringan lapisan, dan dari pillot raise ini selanjutnya dibuat crosscut (Gambar 3.3.)

Aplikasi:

1.   Cebakan tidak bernilai tinggi, sejumlah bijih ditinggal sebagai pillar

2.   Ketebalan tidak lebih dari 7 meter

3.   Ketebalan diatas 7 meter akan mengakibatkan mining recovery semakin kecil dan bahaya runtuhan atap

4.   Cebakan mendatar sampai kemiringan 20⁰-50⁰ (moderately steep)

a.          horizontal mining: stope and pillar untuk bijih mendatar atau hamper mendatar

b.         inclined mining: stope and pillar untuk kemiringan 20⁰-30⁰, penambangan searah dip, tidak meungkunkan memakai mobile equipment

c.          step mining: stope and pillar untuk kemiringan 30⁰-50⁰, dibentuk daerah kerja sedemikian rupa sehingga memungkinkan penggunaan mobile equipment

5.   Batuan atap dan lantai kompeten, untuk meminimalkan pemakaian pillar

6.   Bijih kompeten untuk mengurangi lebar pillar

7.   Kedalaman tidak terlalu besar untuk menggurangi beban yang harus disangga pillar

Keuntungan:

1.   Biaya penambangan rendah

2.   Memungkinkan sortasi dalam stope, dan waste ditinggal pada ruang kosong yang ada

3.   Memungkinkan mekanisasi dari drilling, loading dengan

Kerugian:

1.    Losses sebagai pillar mencapai 40%, dengan pillar robbing yang efektip menjadi 20%

2.    Bahaya runtuhan dari hangging wall, khususnya bila mempunyai joint dan cracks yang sejajar

3.    Daerah yang harus diatur ventilasinya sangat luas

Metode dapat dimasukkan dalam stope and pillar (bukan room and pillar) apabila memenuhi dua dari tiga hal:

1.    Pillar tidak teratur dan terletak acak

·      Kadar rendah atau waste sebagai pillar

·      Bukan untuk memperoleh bentuk atau perencanaan tambang yang sistimatis, ttp. sekedar menyangga atap

·      Penyusun pillar adalah batuan, maka relatif kuat dan berdimensi kecil

2.    Ketebalan cebakan lebih besar 6 meter

·      Tebal tetapi aman secara teknik, maka dilakukan tidak berjenjang

·      Tebal dan tidak aman secara teknik, maka dilakukan berjenjang

3.    Komoditas yang ditambang adalah mineral, bukan batubara

·      Batubara dapat ditambang secara room and pillar

·      Tidak ada cebakan batubara ditambang secara stope and pillar

·      Rule of tumb: room and pillar untuk coal, dan stope and pillar untuk noncoal

Istilah - Istilah Pertambangan

ISTILAH-ISTILAH PERTAMBANGAN

1.      “Prospecting’ adalah kegiatan  penyelidikan, untuk  pencarian  dan atau penemuan endapan-endapan mineral berharga.

2.      “Exploration” adalah pekerjaan-pekerjaan  selanjutnya setelah ditemukan  endapan mineral berharga yang meliputi pekerjaan-pekerjaan  untuk mengerahui dan mendapatkan ukuran, bentuk, letak (posisi), kadar rata-rata dan jumlah cadangan dari endapan tersebut.

3.      “Development” adalah pekerjaan-pekerjaan untuk membuat lubang-lubang bukaan  ke arah dan di dalam  endapan bijih yang sudah pasti ada sebagai persiapan untuk penambangan  dan pengangkutan endapan bijih tersebut.

4.      “Exploitation” (mining) adalah pengerjaan penambangannya sendiri, yaitu mengambil dan membawa mineral-mineral berharga dari dalam kulit bumi ke permukaan bumi, baik dengan  penggalian di permukaan tanah maupun di bawah tanah.

5.      “Mineral” adalah suatu istilah umum untuk  semua benda padat anorganik yang terbentuk di alam, mempunyai komposisi  kimia  tertentu dan sifat-sifat fisik yang tetap.

6.      ‘Rock” (batuan) adalah kumpulan  mineral yang membentuk kulit bumi.

7.      “Ore” (endapan bijih, cebakan bijih) adalah endapan  dari kumpulan mineral yang dari padanya  dapat diambil (diekstrak) satu atau lebih logamnya dengan menguntungkan berdasarkan keadaan  teknologi dan ekonomi pada saat ini.

8.      “Country Rock” (batuan samping) adalah lapisan batuan yang mengelilingi suatu endapan bijih.

9.      “Gangue Minerals” adalah mineral-mineral pengganggu yang tidak berguna tetapi yang terdapat bersama-sama mineral berharga pada suatu endapan bijih.

10.  “Waste” (barren rock) adalah batuan yang tidak mengandung mineral berharga atau bagian dari endapan bijih yang kadarnya  sangat rendah.

11.  “Vein” (urat bijih) adalah suatu daerah mineralisasi yang mimiliki bentuk menyerupai pipa atau urat dan umumnya miring agak tajam terhadap bidang datar (lebih besar 45^o).

12.  “Shoot” (ore shoot; chimney) adalah bagian  dari urat bijih (vein) dimana kadar mineral berharganya  lebih  tinggi dari sekelilingnya; mempunyai sifat-sifat khas antara lain :

-         salah satu dimensinya jauh lebih besar dari dua dimensi yang lain.

-         Letaknya biasanya searah dengan kemiringan urat bijih.

13.  “Pay Streak” sama dengan “shoot”, hanya untuk endapan alluvial.

14.  “Bedded deposit” adalah endapan bijih sedimenter yang  letaknya horizontal atau sedikit miring, dan terletakd sejajar dengan stratifikasi batuan di sekelilingnya. Misalnya : endapan batubara, endapan-endapan garam.

15.  “Dissiminated Deposti” (endapan terpencar) adlaah endapan bijih yang tidak teratur bentuk dan  penyebaran kadarnya, letaknya terpisah-pisah dan biasanya terdapat pada suatu daerah yang luas.

16.  “Masses” adalah endapan bijih yang luas dan bentuknya  tidak teratur, pada umumnya endapan sekunder.

17.  “Out Crop” (singkapan) adalah bagian  dari suatu lapisan batuan atau  endapan bijih yang tersingkap di permukaan bumi,  seringkali bagian itu  tertutup oleh tanah atau tumbuh-tumbuhan yang tipis sehingga sukar terlihat.

18.  “Float” adalah bagian atau pecahan dari endapan bijih yang tersingkap dan karena gaya-gaya pelapukan  terbawa ke arah lembah.

19.  “Overburden” (tanah/batuan penutup) adalah semua material atau batuan yang menutupi suatu endapan bijih.

20.  “Bed rock” (batuan dasar) adalah semua material atau batuan yang  berada tepat di bawah suatu endapan bijih.

21.  “Hanging wall” adalah lapisan batuan yang terletak di bagian atas suatu “Vein”, disebut “roof” untuk  endapan batubara.

22.  “Foot wall” adalah lapisan batuan  yang terletak di bagian  bawah suatu “vein” disebut ‘Floor” untuk endapan.

23.  “Dip” (kemiringan) adalah  sudut terbesar  yang bentuk oleh suatu endapan bijih atau lapisan  batuan dengan  bidang datar.

24.  “Strike” (jurus) adalah arah mendatar dari suatu endapan  atau suatu batuan yang tegak lurus ‘dip”.

25.  “Shaft” (sumuran) adalah suatu lubang bukaan vertikal atau miring yang menghubungkan tambang bawah tanah dengan permukaan bumi dan berfungsi sebgai jalan pengangkutan karyawan, alat-alat kebutuhan tembang,  ventilasi, penirisan dan lain-lain.

26.  “Tunnel” (terowongan) adalah suatu lubang bukaan  mendatar atau hampir mendatar yang menebus kedua belah kaki bukit.

27.  “Adit” (terowongan bantu) adalah suatu lubang bukaan  mendatar atau hampir mendatar menghubungkan tambang bawah tanah dengan permukaan  bumi dan hanya menebus di sebelah kaki bukit saja.

28.  “Drift adalah suatu lubang bukaan mendatar yang dibuat dekat atau pada endapan bijih dan arahnya sejajar dengan jurusaan atau dimensi terpanjang dari endapan bijihnya.

29.  “Cross Cut” adalah :

(a)    Suaru lubang  bukaan mendatar yang menyilang/memotong jurus endapan  bijih.

(b)   Suatu lubang bukaan mendatar yang menghubungkan  “shaft” dengan endapan bijih.

(c)    Suatu lubang bukaan mendatar yang menyilang/memotong jalan  pengangkutan utama (main haulage way)

30.   “Level” adalah “drift” atau “Cross Cut” atau “Adit” yang dibuat dengan jarak-jarak  yang teratur ke arah vertikal. Biasanya diberi nomor-nomor urut secara teratur menurut ketinggiannya dari permukaan laut atau menurut kedalamannya dari permukaan bumi.

31.  “raise” adalah suatu lubang bukaan  vertikal atau agak miring yang dibuat dari “level” atas ke arah “level” yang diatasnya.

32.  “Winze” adalah lubang bukaan vertikal atau agak miring yang dibuat dari “level” atas ke arah  ‘level” yang bi bawahnya.

33.  “blind shaft” adalah suatu “raise” atau “winze” yang berfungsi sebagai “shaft”, tetapi tidak menembus sampai ke permukaan bumi.

34.  “Stope” (lombang) adalah suatu tempat atau ruangan pada tambang bawah tanah dimana endapan bijih sedang ditambang; tetapi bukan penggalian yang dilakukan selama “development”.

35.  “Front/face” adalah permukaan batuan  yang sedang ditambang.

36.  “Sump” adalah suatu sumuran dangkal untuk menampung air darimana air kemudian  dipompakan ke permukaan bumi. Biasanya dibuat di tempat terendah dari “shaft”, dengan shaft ataupun “level”.

37.  “Shaft Collar” adalah bagian  atas dari suatu “shaft” yang  diperkuat dengan beton kayu atau bambu (timber).

Metode Tambang Bawah Tanah

===============

METODE CAVING

===============

       Metode caving (ambrukan) memanfaatkan:

(1) berat bijih, atau

(2) tekanan batuan diatasnya, atau

(3) keduanya secara bersamaan

sehingga penambangan menjadi lebih murah dan tersedia fasilitas penyanggaan secara otomatis

       Bagian atas undercut dari endapan akan runtuh mengisi ruang pada undercut tersebut, dan kegiatan peledakkan akan dikurangi atau dihemat secara besar-besaran.

       Pada kegiatan penambangan bijih, daerah kerja akan diisi oleh broken ore diatasnya, sehingga tidak perlu melakukan penyanggaan terhadap bijihnya.

Tingkat kesuksesan metode caving tergantung:

1.          bila semakin besar kecenderungan bijih untuk pecah/hancur dengan sendirinya (karena tekanan bijih itu sendiri dan tekanan tanah penutup)

2.          bila semakin mudah batuan diatas bijih untuk runtuh dan mengisi daerah kosong

3.          bila diijinkan terjadi amblesan di atas permukaan tanah

=====================

3.3.1. SUBLEVEL CAVING

=====================

Dikembangkan dari metode top slicing, dan sekarang sangat populer karena dimungkinkan melakukan mekanisasi.

Metode sublevel caving yang baik diterapkan di Craigmont Mines Ltd di British Columbia:

·      diterapkan sejak tahun 1967

·      untuk menggantikan open pit karena batuan dinsing terlalu lemah (inkompeten)

·      lebih ekonomis dan efisien dibandingkan cut and fill untuk batuan lemah yang sama

Urutan kegiatan sublevel caving di Craigmont:

1.        Haulage drift berjarak 31 feet secara vertikal, dan dihubungkan dengan ramp dengan kemiringan 20%

2.        Drift produksi (terhubung dengan dari haulage drift) dibuat menembus badan bijih dengan interval 25 feet

3.        Dibuat slot raise sepanjang 50 feet menembus bijih disetiap ujung drift produksi

4.        Membuat pemboran kipas (fan drilling) sebanyak 10-12 lubang membentuk sudut 80⁰

5.        Meledakkan dua buah pemboran kipas dimulai dari slot raise

6.        Melakukan penarikan broken ore dengan LHD dan menumpahkan ke ore pass, sampai sebagian waste ikut terambil

7.        Langkah nomor 5 diulangi sampai seluruh bijih terambil dan rongga akan diisi oleh waste runtuhan open pit

Aplikasi:

1.        Badan bijih besar dan cukup kompeten, yang tidak cocok untuk sublevel stoping ataupun block caving (karena tidak cukup baik menghasilkan caving)

2.        Badan bijih sempit kemiringan 50⁰-90⁰ (steeply) dan mempunyai dimensi vertikal

3.        Sebagai pengganti metode cut and fill

4.        Cocok untuk badan bijih segala kedalaman, dan tidak memerlukan dinding yang kompeten

5.        Terjadi runtuhan yang menerus pada hanggingwall selama proses pengambilan bijih

6.        Kondisi yang dijinkan terjadinya dilusi dan losses

7.        Untuk kondisi dimana mineral berharga dan waste rock mudah dipisahkan (misal: pemisahan magnetik)

8.        Metode ini relatif baru dan belum secara menyeluruh dimengerti, tetapi terus dikembangkan

Keuntungan:

1.   Mudah dilakukan mekanisasi

2.   Tidak ada pillar yang ditinggalkan

3.   Produksinya besar

4.   Dapat dilakukan seleksi pada bijih

5.   Developmen dilakukan pada bijih itu sendiri

6.   Merupakan metode paling ekonomis dan aman untuk batuan inkompeten

7.   Developmen opening tidak selalu harus secara dipertahankan terus menerus

8.   Caving pada dinding akan membantu proses pengecilan broken ore

Kerugian:

1.        Dilusi tinggi (sifat inheren), semakin tinggi dilusi maka semakin tinggi mining recovery

2.        Penambangan tidak terkonsentrasi: pengawasa sulit

==================

3.3.2. BLOCK CAVING

==================

Diperlukan pembuatan undercuting di bawah suatu blok bijih yang besar, sehingga memungkinkan blok bijih tersebut ambruk.

Urutan kegiatan penambangan sublevel caving:

1.        Pembuatan crosscuts sistimatis di bawah badan bijih

2.        Dari crosscuts dibuat finger raise menembus bijih

3.        Bijih digali dibagian bawahnya membentuk undercut, sehingga runtuh dan hancur oleh berat bijih dan berat batuan diatasnya (overlying capping) membentuk broken ore yang cukup kecil untuk ditarik melalui draw point

4.        Runtuhan biasanya menerus sampai ke permukaan bumi, apabila over burden telah ikut terpengaruh oleh penarikan broken ore

5.        Penarikan bijih terus berlangsung sampai terlihat material over burden pada draw point

Saat ini telah berhasil menangani blok bijih dengan tinggi 50 meter sampai 350 meter.

Kriteria sukses operasi block caving:

1.        Apabila blok bijih yang besar dapat cepat hancur

2.        Perolehan broken ore memadai

3.        Dilusi kadar minimum

4.        Kerusakan relatif kecil pada bukaan-bukaan yang dipersiapkan selama developmen

Aplikasi:

1.         Urat lebar dan lapisan tebal, cebakan homogen, overburden bersifat segera runtuh

2.         Batuan penutup (capping) mempunyai sifat runtuh

3.         Bijih cukup kuat (tidak runtuh) saat developmen, dan segera runtuh bila undercut diledakkan

4.         Daerah bijih relatif kering: menghindari terbentuk lumpur yang akan mempersulit kontrol penarikan broken ore

5.         Kadar homogen: block caving tidak selektif

6.         Ideal untuk cebakan porphyry copper: mempunyai bijih dan capping lemah (tembagapura, papua)

Keuntungan:

1.         Biaya penambangan rendah

2.         Output tinggi: 10.000 – 100.000 ton/hari

3.         Mekanisasi: tenaga buruh sedikit

4.         Timber sedikit: mengurangi bahaya kebakaran

5.         Produksi terkonsentrasi: pengawasan mudah

6.         Kecelakaan tambang rendah

Kerugian:

1.         Modal besar, dan developmen lama

2.         Dilusi broken ore dengan waste rock

3.         Bijih kadar rendah pada capping dan batas badan bijih akan hilang (tidak terambil)

4.         Tidak fleksibel, tidak dapat diubah ke metode lain