Phillipi (1965) berdasarkan pekerjaannya di Sumatera Selatan, Venezuela (1957) dan cekungan Ventura dan Los Angeles, menunjukkan bahwa pematangan (matiration) minyak bumi yang berhubungan dengan pembentukannya sendiri terjadi dalam batuan induk. Pendewasaan minyak bumi merupakan hasil degradasi termal zat organik, sehingga merupakan fungsi gradien geotemal. Hasil analisa hidrokarbon batuan induk pada batuan sedimen miosen dalam cekungan yang sama, menunjukkan terdapatnya peningkatan progresif daripada jumlah dan perubahan susunan kimia hidrokarbon minyak bumi dalam reservoir. Makin dalam letak batuan dan makin tua umur batuan tersebut, maka kesamaan susunan kimianya dengan minyak bumi tercapai.Hal ini menurut Phillipi (1965) adalah proses pematangan.
Dalam analisanya dari jenis hidrokarbon dalam batuan induk terhadap kedalaman didapatkan :
1. Kadar hidrokarbon bersama dengan perbandingannya hidrokarbon/karbon non karbonat meningkat kuat.
2. Peningkatan ini lambat pada permulaan, tetapi sangat menyolok dalam serpih Miosen Atas (15 juta tahun).
3. susunan secara keseluruhan daripada hidrokarbon dengan titik didih di atas 325 derajat celcius tidak kelihatan berubah dalam proses pembentukan minyak bumi, tetapi sangat menyolok dan bersistem dalam susunan detailnya, antara lain lelebihan nomor atom karbon ganjil dalam kisaran C27 - C33 makin menghilang, dan parafin normal dalam kisaran C18 - C22 terbentuk.
4. Konsentrasi total hidrokarbon dengan titik didih diatas 325 derajat celcius meningkat dengan kedalaman dan umur, disertai pula peningkatan parafin normal dalam batuan serpih.
Pada permulaan, jumlah hidrokarbon yang terbentuk jauh lebih sedikit daripada daya penyerapan zat organik non hidrokarbon, sehingga minyak (yang belum dewasa) yang mula-mula terbentuk akan tinggal ditempat terbentuknya (dalam zat organik) sampai stadium proses pembentukan minyak berikutnya. Jika jumlah minyak yang terbentuk melebihi daya penyerapan zat organik, barulah minyak bumi akan dikeluarkan, dan minyak yang dikeluarkan telah matang.
Pendapat Phillipi (1965) ini menerangkan mengapa dalam lapisan semuda pliosen muda seperti minyak yang didapatkan di California telah matang. Keberatan terhadap teori ini adalah, bahwa minyak harus bermigrasi secara vertikal melalui serpih tebal yang rapat.
Kamis, 07 Juli 2011
PEMATANGAN SEBAGAI KONVERSI GEOKIMIA MINYAK BUMI
Proses pematangan minyak bumi mungkin lebih diyakinkan oleh konsepsi Andreev, Bogomolov, Dobryanski dan Kartev (1958). Proses ini didasarkan atas analisa termodinamika yang menyatakan, bahwa zat organik yang terdiri dari beraneka unsur (heteroelemental) mempunyai energi bebas lebih tinggi, dan transformasi spontan senyawa organik akan selalu terjadi dari enegi bebas lebih rendah. Hidrokarbon siklis yang tidak jenuh, terutama yang asimetris mempunyai energi bebas lebih tinggi daripada molekul jenuh yang sederhana. Penurunan kadar senyawa yang beroksigen dan dekarboxilasi dapat dipakai sebagai indeks transformasi.Dilain pihak dari segi termodinamika, perubahan dari normal hidrokarbon menjadi golongan metil yang bercabang lebih mungkin terjadi daripada sebaliknya, demikian pula dari parafin siklis menjadi parafin bercabang. Hal ini sesuai dengan hukum Reznichenko (1955), yaitu 'hukum akumulasi gugusan metil dalam reaksi kimia'.
Dalam hal ini, secara termodinamika seri parafin merupakan minyak bumi yang paling stabil. Perubahan susunan kimia ini oleh ilmiawan soviet dinamakan sebagai : konversi geokimia minyak bumi. Proses ini menurut Andreev (1958) meliputi 11 tahap :
1. permulaan, zat organik yang telah dideoxigenasikan dalam batuan sedimen (sapropel).
2. Zat resin sekunder, yang terbentuk dengan timbulnya hidrokarbon, termasuk senyawa heterogen.
3. Zat resin primer, yang belum mempunyai sifat hidrokarbon. Konversi menghasilkan residu tak larut selain hidrokarbon.
4. Senyawa aromat yang berberat molekul tinggi, terdiri dari satu atau lebih cincin sikloparafin yang disambung oleh cincin aromat yang sebenarnya.
5. Hidrokarbon aromat bisiklis dan monosiklis yang sederhana.
6. Hidrokarbon sikloparafin-polisiklis : suatu tahap yang paling tidak stabil dan segera berkonversi menjadi zat yang berikutnya.
7. Sikloparafin monosiklis dan bisiklis.
8. Hidrokarbon bersifat parafin : sebagai objek akhir dari semua.
9. Gas alam jenis parafin. Gas ini dipisahkan karena menunjukkan dinamika munculnya gas dari hidrokarbon jenis yang berlainan. Gas terbentuk hanya pada stadium konversi yang kemudian.
10. Senyawa yang banyak mengandung karbon dengan berat molekul tinggi dan berstruktur siklis, merupakan suatu hasil sekunder yang khas dan belum kehilangan daya larutnya dalam pelarut organik. zat ini merupakan mata penghubung antara zat grafit dan bagian hidrokarbon minyak bumi.
11. tubuh grafit, merupakan hasil akhir pengkonversian minyak bumi atau sebagian minyak bumi.
Dalam hal ini, secara termodinamika seri parafin merupakan minyak bumi yang paling stabil. Perubahan susunan kimia ini oleh ilmiawan soviet dinamakan sebagai : konversi geokimia minyak bumi. Proses ini menurut Andreev (1958) meliputi 11 tahap :
1. permulaan, zat organik yang telah dideoxigenasikan dalam batuan sedimen (sapropel).
2. Zat resin sekunder, yang terbentuk dengan timbulnya hidrokarbon, termasuk senyawa heterogen.
3. Zat resin primer, yang belum mempunyai sifat hidrokarbon. Konversi menghasilkan residu tak larut selain hidrokarbon.
4. Senyawa aromat yang berberat molekul tinggi, terdiri dari satu atau lebih cincin sikloparafin yang disambung oleh cincin aromat yang sebenarnya.
5. Hidrokarbon aromat bisiklis dan monosiklis yang sederhana.
6. Hidrokarbon sikloparafin-polisiklis : suatu tahap yang paling tidak stabil dan segera berkonversi menjadi zat yang berikutnya.
7. Sikloparafin monosiklis dan bisiklis.
8. Hidrokarbon bersifat parafin : sebagai objek akhir dari semua.
9. Gas alam jenis parafin. Gas ini dipisahkan karena menunjukkan dinamika munculnya gas dari hidrokarbon jenis yang berlainan. Gas terbentuk hanya pada stadium konversi yang kemudian.
10. Senyawa yang banyak mengandung karbon dengan berat molekul tinggi dan berstruktur siklis, merupakan suatu hasil sekunder yang khas dan belum kehilangan daya larutnya dalam pelarut organik. zat ini merupakan mata penghubung antara zat grafit dan bagian hidrokarbon minyak bumi.
11. tubuh grafit, merupakan hasil akhir pengkonversian minyak bumi atau sebagian minyak bumi.
Rabu, 06 Juli 2011
PROSES PEMATANGAN
Untuk proses pematangan ini diajukan berbagai macam hipotesa.
1. TEORI PERBANDINGAN KARBON ('CARBON - RATIO') DARI WHITE. White (1915) menghubungkan terjadinya perubahan minyak bumi dengan metamorfisme regional, sebagaiman diperlihatkan pada perubahan barubara. Berdasarkan penelitiannya di pegunungan Appalachia disimpulkannya bahwa minyak bumi yang bertingkat paling rendah ditemukan di daerah dengan formasi yang mengandung endapan karbonan yang paling sedikit terubah. Minyak bumi yang lebih tinggi tingkatannya ditemukan di daerah dengan perubahan zat organik yang lebih lanjut, seperti misalnya, batubara sub-bitumina. Di daerah batubara - bitumina tingkatan minyak buminya akan lebih tinggi lagi.
Jika perubahan residu karbon melampui 65 persen atau mungkin 75 persen dari karbon tetap dalam batubara murni, maka distilat minyak bumi terdapat berbagai gas pada temperatur batuan. Teori ini kembali lagi diungkapkan oleh Landes (1967) yang mengkorelasikan langsung antara cara terdapatnya jenis minyak serta gas bumi dengan tingkatan batubara (coal ranks) dan menyebutnya sebagai proses eometamorfisma.
2. FRAKSI MINYAK DALAM BATUAN (DAY, 1916).
Teori ini mengemukakan bahwa pendewasaan disebabkan karena fraksinasi minyak bumi dalam serpih lempung/batuan induknya. pada waktu migrasi, hidrokarbon yang tidak jenuh (naften, aromat) akan melekat pada lempung karena kapilaritas. dengan demikian minyak bumi yang bermigrasi akan lebih matang.
3. HUBUNGAN BERAT JENIS (DERAJAT API) MINYAK BUMI TERHADAP UMUR DAN KEDALAMAN.
Barton (1934) menemukan dari beberapa penelitiannya di daerah Gulfcoast, bahwa untuk umur yang sama, maka dalam terdapatnya minyak bumi makin meningkat kadar fraksi ringan dan derajat API-nya. Demikian pula untuk kedalaman yang sama, makin tua umurnya makin ringan minyak buminya. Hal yang sama ditemukan oleh McNab, Smith, dan Betts (1952).
KESIMPULAN YANG DAPAT DIAMBIL : makin dalam terdapatnya minyak bumi dan makin tua umurnya minyak bumi makin meningkatlah perbandingan hidrogen/karbon. Namun dalam hal gas, maka ditemukan keadaan sebaliknya, makin dalam dan makin tua gas tersebut, perbandingan hidrogen/karbon makin menurun.
Dalam hal ini sumber organik minyak bumi serta lingkungan pengendapan batuan induk harus diperhitungkan, karena fasies merupakan faktor yang lebih kuat daripada kedalaman dan umur. Berbagai proses pendewasaan karena kedalaman dan umur yang telah diusulkan, yaitu :
a. Hidrogenasi dan metilisasi. Dalam proses ini hidrokarbon yang tidak jenuh dijenuhi dengan hidrogen atau metil, dan merubah hidrokarbon siklis menjadi alifat. sebagai kemungkinan sumber hidrogen bebas diusulkan oleh Whitehead dan Breger (1960) cara iradiasi partikel alpa, sebagaimana tersirat dalam teorinya mengenai transformasi zat organik minyak bumi. Sumber lain adalah hasil aktivitas bakteri seperti dikemukakan oleh Zobell (1947).
b. Reaksi katalitis dan 'cracking'. Peninggian temperatur dan pengaktifan katalisator akan mematahkan hidrokarbon berat menjadi hidrokarbon ringan/parafin.
c. aromatisasi. Erdman (1965) mengajukan proses konversi yang terjadi karena penurunan progresif dalam daya larut minyak bumi dari zat aspal, yang khas merupakan penyusunan minyak muda atau minyak primitif. hal ini merupakan suatu polimerisasi senyawa aromatik menjadi kompleks aspal. Dengan demikian zat naften dan aromat akan ketinggalan, dan minyak yang bermigrasi akan menjadi lebih bersifat parafin. Pada proses ini atom hidrogen akan dilepaskan.
d. Migrasi pemisahan dari fasa (Silverman, 1965). Konsepsi ini meliputi pemisahan secara fisik satu fasa dari sistem reservoir minyak bumi berfasa dua, yang kemudian yang diikuti oleh migrasi dari fasa yang telah dipisahkan dari reservoir asalnya. Hal ini meliputi pula penurunan tekanan untuk mendapatkan dua fasa (cairan dan uap).
1. TEORI PERBANDINGAN KARBON ('CARBON - RATIO') DARI WHITE. White (1915) menghubungkan terjadinya perubahan minyak bumi dengan metamorfisme regional, sebagaiman diperlihatkan pada perubahan barubara. Berdasarkan penelitiannya di pegunungan Appalachia disimpulkannya bahwa minyak bumi yang bertingkat paling rendah ditemukan di daerah dengan formasi yang mengandung endapan karbonan yang paling sedikit terubah. Minyak bumi yang lebih tinggi tingkatannya ditemukan di daerah dengan perubahan zat organik yang lebih lanjut, seperti misalnya, batubara sub-bitumina. Di daerah batubara - bitumina tingkatan minyak buminya akan lebih tinggi lagi.
Jika perubahan residu karbon melampui 65 persen atau mungkin 75 persen dari karbon tetap dalam batubara murni, maka distilat minyak bumi terdapat berbagai gas pada temperatur batuan. Teori ini kembali lagi diungkapkan oleh Landes (1967) yang mengkorelasikan langsung antara cara terdapatnya jenis minyak serta gas bumi dengan tingkatan batubara (coal ranks) dan menyebutnya sebagai proses eometamorfisma.
2. FRAKSI MINYAK DALAM BATUAN (DAY, 1916).
Teori ini mengemukakan bahwa pendewasaan disebabkan karena fraksinasi minyak bumi dalam serpih lempung/batuan induknya. pada waktu migrasi, hidrokarbon yang tidak jenuh (naften, aromat) akan melekat pada lempung karena kapilaritas. dengan demikian minyak bumi yang bermigrasi akan lebih matang.
3. HUBUNGAN BERAT JENIS (DERAJAT API) MINYAK BUMI TERHADAP UMUR DAN KEDALAMAN.
Barton (1934) menemukan dari beberapa penelitiannya di daerah Gulfcoast, bahwa untuk umur yang sama, maka dalam terdapatnya minyak bumi makin meningkat kadar fraksi ringan dan derajat API-nya. Demikian pula untuk kedalaman yang sama, makin tua umurnya makin ringan minyak buminya. Hal yang sama ditemukan oleh McNab, Smith, dan Betts (1952).
KESIMPULAN YANG DAPAT DIAMBIL : makin dalam terdapatnya minyak bumi dan makin tua umurnya minyak bumi makin meningkatlah perbandingan hidrogen/karbon. Namun dalam hal gas, maka ditemukan keadaan sebaliknya, makin dalam dan makin tua gas tersebut, perbandingan hidrogen/karbon makin menurun.
Dalam hal ini sumber organik minyak bumi serta lingkungan pengendapan batuan induk harus diperhitungkan, karena fasies merupakan faktor yang lebih kuat daripada kedalaman dan umur. Berbagai proses pendewasaan karena kedalaman dan umur yang telah diusulkan, yaitu :
a. Hidrogenasi dan metilisasi. Dalam proses ini hidrokarbon yang tidak jenuh dijenuhi dengan hidrogen atau metil, dan merubah hidrokarbon siklis menjadi alifat. sebagai kemungkinan sumber hidrogen bebas diusulkan oleh Whitehead dan Breger (1960) cara iradiasi partikel alpa, sebagaimana tersirat dalam teorinya mengenai transformasi zat organik minyak bumi. Sumber lain adalah hasil aktivitas bakteri seperti dikemukakan oleh Zobell (1947).
b. Reaksi katalitis dan 'cracking'. Peninggian temperatur dan pengaktifan katalisator akan mematahkan hidrokarbon berat menjadi hidrokarbon ringan/parafin.
c. aromatisasi. Erdman (1965) mengajukan proses konversi yang terjadi karena penurunan progresif dalam daya larut minyak bumi dari zat aspal, yang khas merupakan penyusunan minyak muda atau minyak primitif. hal ini merupakan suatu polimerisasi senyawa aromatik menjadi kompleks aspal. Dengan demikian zat naften dan aromat akan ketinggalan, dan minyak yang bermigrasi akan menjadi lebih bersifat parafin. Pada proses ini atom hidrogen akan dilepaskan.
d. Migrasi pemisahan dari fasa (Silverman, 1965). Konsepsi ini meliputi pemisahan secara fisik satu fasa dari sistem reservoir minyak bumi berfasa dua, yang kemudian yang diikuti oleh migrasi dari fasa yang telah dipisahkan dari reservoir asalnya. Hal ini meliputi pula penurunan tekanan untuk mendapatkan dua fasa (cairan dan uap).
PEMATANGAN MINYAK BUMI
PENGERTIAN PEMATANGAN
Pengertian pematangan atau pendewasaan minyak bumi (oil maturation) erat hubungannya dengan masalah waktu pembentukan dan pengertian batuan induk. Banyak ahli geologi minyak bumi berpendapat, bahwa langkah dalam sejarah pembentukan minyak bumi terjadi dalam atau dekat reservior pada waktu atau setelah migrasi primer selesai, dan terdiri dari suatu urutan perubahan purna-diagenesa yang menghasilkan hidrokarbon dari senyawa yang lebih berat dengan molekul rendah. proses ini disebut pematangan atau pendewasaan (maturation) dan hasilnya adalah minyak bumi yang sebenarnya (Dott dan Reynold, 1969). Semua perubahan ini bersifat kimia dan disebabkan berbagai perubahan lingkungan geologi dimana hidrokarbon tersebut berada. Dalam hal ini Phillipi (1965) berpendapat, bahwa proses pematangan terjadi dalam batuan induk, dan yang bermigrasi adalah minyak bumi yang asli. Suatu hal yang perlu direnungkan ialah, bahwa minyak bumi yang belum matang sebagai zat transisi tidak ditemukan. Sedangkan jika jenis minyak aspal dan parafin dianggap sebagai zat yang matang dan belum matang, maka pesoalannya menyangkut varietas jenis minyak bumi. Dalam hal ini beberapa penyelidik seperti Haeberle (1951) dan Hunt (1958) menunjukkan, bahwa fasies memegang peranan dalam menentukan jenis minyak bumi, seperti misalnya perbedaan derajat API. Terlepas daripada fasies, waktu dan perubahan lingkungan geologi juga dapat merubah minyak bumi secara kimia, hal mana juga dapat dipahami dari segi teori termodinamika. Pengertian minyak 'muda' dan 'matang' : minyak bumi yang bersifat naften atau aspal biasanya dianggap 'muda' (young oil), mengandung lebih banyak senyawa hidrokarbon dengan berat molekul tinggi, berat jenis tinggi (derajat API rendah), perbandingan atom hidrogen terhadap karbon rendah, dan pada umumnya mengandung lebih banyak senyawa yang mengandung belerang, nitrogen dan oksigen, serta kadar bensinnya rendah. Minyak parafin dianggap lebih matang (mature), dan merupakan hasil proses pematangan dari minyak bumi naften, dengan pembentukan senyawa Hidrokarbon dengan berat molekul dan berat jenis rendah, perbandingan atom hidrogen terhadap karbon rendah dan hanya sedikit mengandung belerang, nitrogen dan oksigen, dan kadar bensin tinggi.
Secara termodinamika minyak bumi parafinis memang lebih rendah dan energi bebasnya lebih stabil. proses pendewasaan ini telah dikenal sejak Rogers (1850), dan memperlihatkan korelasi antara metamorfisme dinamis dan temperatur dengan sususnan batubara dan terdapatnya minyak dan gas bumi. Selain itu Rogers menyimpulkan bahwa minyak dengan berat jenis terendah mempunyai tingkat yang tertinggi, mengandung hidrokarbon ringan jenuh yang paling dan bagian terbesar dari hidrogen dan berat jenis yang paling rendah.
Pengertian pematangan atau pendewasaan minyak bumi (oil maturation) erat hubungannya dengan masalah waktu pembentukan dan pengertian batuan induk. Banyak ahli geologi minyak bumi berpendapat, bahwa langkah dalam sejarah pembentukan minyak bumi terjadi dalam atau dekat reservior pada waktu atau setelah migrasi primer selesai, dan terdiri dari suatu urutan perubahan purna-diagenesa yang menghasilkan hidrokarbon dari senyawa yang lebih berat dengan molekul rendah. proses ini disebut pematangan atau pendewasaan (maturation) dan hasilnya adalah minyak bumi yang sebenarnya (Dott dan Reynold, 1969). Semua perubahan ini bersifat kimia dan disebabkan berbagai perubahan lingkungan geologi dimana hidrokarbon tersebut berada. Dalam hal ini Phillipi (1965) berpendapat, bahwa proses pematangan terjadi dalam batuan induk, dan yang bermigrasi adalah minyak bumi yang asli. Suatu hal yang perlu direnungkan ialah, bahwa minyak bumi yang belum matang sebagai zat transisi tidak ditemukan. Sedangkan jika jenis minyak aspal dan parafin dianggap sebagai zat yang matang dan belum matang, maka pesoalannya menyangkut varietas jenis minyak bumi. Dalam hal ini beberapa penyelidik seperti Haeberle (1951) dan Hunt (1958) menunjukkan, bahwa fasies memegang peranan dalam menentukan jenis minyak bumi, seperti misalnya perbedaan derajat API. Terlepas daripada fasies, waktu dan perubahan lingkungan geologi juga dapat merubah minyak bumi secara kimia, hal mana juga dapat dipahami dari segi teori termodinamika. Pengertian minyak 'muda' dan 'matang' : minyak bumi yang bersifat naften atau aspal biasanya dianggap 'muda' (young oil), mengandung lebih banyak senyawa hidrokarbon dengan berat molekul tinggi, berat jenis tinggi (derajat API rendah), perbandingan atom hidrogen terhadap karbon rendah, dan pada umumnya mengandung lebih banyak senyawa yang mengandung belerang, nitrogen dan oksigen, serta kadar bensinnya rendah. Minyak parafin dianggap lebih matang (mature), dan merupakan hasil proses pematangan dari minyak bumi naften, dengan pembentukan senyawa Hidrokarbon dengan berat molekul dan berat jenis rendah, perbandingan atom hidrogen terhadap karbon rendah dan hanya sedikit mengandung belerang, nitrogen dan oksigen, dan kadar bensin tinggi.
Secara termodinamika minyak bumi parafinis memang lebih rendah dan energi bebasnya lebih stabil. proses pendewasaan ini telah dikenal sejak Rogers (1850), dan memperlihatkan korelasi antara metamorfisme dinamis dan temperatur dengan sususnan batubara dan terdapatnya minyak dan gas bumi. Selain itu Rogers menyimpulkan bahwa minyak dengan berat jenis terendah mempunyai tingkat yang tertinggi, mengandung hidrokarbon ringan jenuh yang paling dan bagian terbesar dari hidrogen dan berat jenis yang paling rendah.
ANGGAPAN PEMBENTUKAN LAMBAT-STADIUM SERPIH
Kita telah mengetahui bahwa pembentukan minyak bumi secara populer adalah serpih yang kaya zat organik mengalami penimbunan dan oleh temperatur tinggi dan tekanan, berubah menjadi minyak bumi dan kemudian bermigrasi. Dengan demikian batuan induk harus mengalami suatu stadium serpih (shale stage) dahulu sebelum dapat menghasilkan minyak bumi. Berbagai fakta yang menunjukkan bahwa minyak bumi dapat terbentuk segera setelah sedimentasi memperkuat adanya kemungkinan terbentuknya minyak bumi sebelum diagenesa/litifikasi. Namun harus diungkapkan, bahwa adanya perbedaan prinsipiil antara hidrokarbon yang terdapat di sedimen Resen dan yang terdapat dalam minyak bumi. Dalam hal yang pertama, tidak terdapat hidrokarbon dalam kisaran C2 - C14 juga tidak ada aromat dari golongan molekul rendah, sedangkan yang lebih ringan dari nonane (C90) pada umumnya tak didapatkan di sedimen Resen. ternyata pula, bahwa hidrokarbon berat terdapat jauh lebih sedikit dalam sedimen Resen daripada dalam sedimen tua (Hunt, 1967). Selain itu Bray dan Evans (1961) menemukan bahwa pada pada sedimen Resen, hidrokarbon dari seri parafin memperlihatkan atom karbon bernomor ganjil yang lebih dominan daripada yang bernomor genap. Hal ini tidak terdapat pada minyak bumi, dengan beberapa kekecualian. Dengan demikian mazhab Eropa (Welte, dan sebagainya) berpendapat, bahwa hidrokarbon dalam sedimen Resen ini bukanlah yang akan menjadi minyak bumi, atau setidak-tidaknya harus mengalami perubahan lebih dulu. Tetapi pada umumnya mazhab ini menganggap bahwa suatu batuan induk dapat beberapa kali menghasilkan minyak bumi, masing-masing dengan sifat kimia yang berbeda dan juga mekanisme migrasi yang berbeda-beda. Dofour (1957) menerangkan, bahwa terbentuknya minyak bumi di Sumatra Selatan terjadi dengan dua kali pembentukan. Yang dianggap sebagai batuan induk adalah Telisa Shale (Formasi Gumai, Telisa Group). Segera setelah sedimentasi, formasi ini menghasilkan minyak bumi dengan parafin berat dan mengandung lilin, yang segera bermigrasi ke Formasi Talang Akar yang terdapat di bawahnya atau ekivalen lateralnya. Pada ororgenesa akhir Tersier, batuan induk ini mengalami 'cracking', sehingga menghasilkan minyak bumi parafin ringan kemudian bermigrasi ke Formasi Air Benakat (L. Palembang) dan Formasi Muara Enim (M. Palembang) (Lapangan Mangunjaya) pada beberapa tempat mengalami oksidasi dan menghasilkan minyak bumi aspaltis (Lapangan Kampong Minyak). Welte (1964) mengemukakan teorinya mengenai hubungan antara batuan induk dan minyak bumi, dimana batuan induk dapat beberapa kali menghasilkan minyak bumi dengan sifat kimia yang berlainan dan mempunyai hubungan erat sekali dengan perkembangan cekungan sedimen. Ia beranggapan, bahwa proses pembentukan minyak terutama disebabkan karena degradasi termis sedangkan peranan bakteri diragukan, atau paling-paling hanya pada pembusukan atau persiapan untuk proses selanjutnya. Jadi pada stadium permulaan dari diagenesa tak terbentuk minyak bumi yang sebenarnya. Minyak bumi pertama-tama dibentuk pada kedalaman 500-600 meter, dengan kenaikan temperatur 64 derajat celcius (disebabkan gradien geotermis) bersamaan dengan kompaksi. Pada stadium ini dihasilkan minyak bumi yang bermolekul berat, banyak mengandung iso-parafin, banyak mengandung komponen oksigen dan memperlihatkan sedikit banyak preferensi terhadap nomor atom C yang ganjil. Mekanisme migrasi primer di sini terutama berlangsung dengan jalan 'micelle' (Baker, 1962) berhubung dekarboxilasi belum sempurna, masih banyak ujung molekul yang bersifat hidrofil dan hidrofob. Karena kompaksi, koloid yang terbentuk dialirkan ke luar bersama-sama air. penurunan cekungan mengakibatkan batuan induk- teutama yang berada di tengah-tengah -menderita peningkatan temperatur dan tekanan. Peningkatan temperatur menyebabkan degradasi termal lebih lanjut, sehingga perbandingan iso-/n-parafin menjadi lebih kecil, komponen hetero (oksigen antara lain) berkurang, dan berat molekul rata-rata hidrokarbon menjadi lebih kecil. keadaan ini menghasilkan minyak bumi yang lebih ringan/lebih bersifat parafin, dan meninggalkan suatu residu organik yang tak larut dalam batuan induk. Adanya tekanan, menyebabkan porositas makin berkurang dan dengan demikian memelihara terdapatnya tenaga penggerak untuk migrasi. Dengan demikian kita mendapat berbagai macam minyak bumi yang dihasilkan oleh suatu batuan induk, sesuai dengan stadium perkembangan dari cekungan. Berhubung pada stadium akhir gugusan karboxil telah banyak hilang karena degradasi termal, maka migrasi 'micelle' tidak lagi efektif, dan migrasi berlangsung terutama dengan mekanisme larutan minyak dalam gas bumi9Sokolov, 1964) yang bertambah efektif dengan meningkatnya tekanan dan temperatur. Konsepsi degradasi termal, dewasi ini dikembangkan secara meluas di Amerika Serikat yang semula dipelopori oleh Phillipi (1967) untuk daerah cekungan Ventura, California, dan dikembangkan dengan konsepsi pematangan minyak bumi.
Selasa, 05 Juli 2011
KRISTALOGRAFI DAN MINERALOGI
KRISTALOGRAFI DAN MINERALOGI
Mineralogi adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan geologi yang mempelajari mengenai mineral.baik dalam bentuk individu maupun kompleks dengan maksud mendeterminasikan sifat2 fisik,sifat2 kimia,genesa serta kegunaannya.
Definisi mineral definisi mnrt l.g Berry(1959) mineral adalah suatu benda padat yang homogen yang terdapat dalam,terbentuk secara anorganik,mempunyai komposisi kimia pada batas2 tertentu dan mempunyai atom2 yang tersusun secara tertentu.
Sifat2 suatu mineral sangat tergantung
1.susunan atau struktur Kristal yang dimiliki
2.komposisi kimia dari material yang menyusunnya
Tahapan sifat2 fisik mineral yang perlu dideterminasikan adalah
1.sifat kohesi mineral(merupakan sifat kekuatan atau kelekatan dari setiap atom yang menyusun mineral tersebut)
a.belahan(cleavage)-pecahan mineral yang teratur mengikuti permukaan dan mengikuti struktur kristalnya.
1.belahan sempurna-mudah terbelah melalui arah belahnya,bentuk bidang yg licin,datar.con:calcite,galena,muscovit
2.belahan baik-mineral mudah membelah pd bidang belahnya akan tetapi kadang2 akan terdapat belahan yang memotong bidang belahnya atau pembelahan yang tidak pada bidang belahnyacofeldspar,hyperstene,diposide
3.belahan jelas.belahan mineral masih dapat dilihat tetapi mineral tersebut sukar untuk terbelah melalui bidang belahannyaco.hornblende.sceelite.straolite
4.belahan tidak jelas.arah belahan mineral masih dapat dilihat tetapi kemungkinan terbelah melalui arah belahannya dengan kemungkinan pecah memotong arah belahannya sama,co,corundum,magnetic,beryl.
5.belahan tidak sempurna
b.Pecahan(fracture)
pecahnya suatu mineral secara tidak dengan permukaan bidang pecah yang tidak rata,dengan kata lain pecahan ini berlawan dengan belahan .
1concodinal yaitu pecahnya mineral seperti botol atau kulit bawang.co.opal,niter,realgar
2hacklypecahnya mineral seperti pecahan besi runcing tajam serta kasar tak beraturan,umumnya ditemui pada mineral logamcogold,copper,silver.
3evenpecahnya mineral dengan permukaan bidang pecah kecil2 dengan ujung pecahan masih mendekati bidang datar sehingga mempunyai kenampakan agak teratur,co:biotite,talc,muscovite.
4.uneven.pecahan mineral apabila bidang pecahnya kasar dan tidak teratur
5.splintery,yaitu pecahan mineral hancur menjadi tajam2 kecil2.seperti benang atau serabut,pecahan ini sering jga disebut fibrous.co.anhydrite.spinel,fluorite
c.kekerasan(hardness)
daya tahan permukaan mineral terhadap goresan,uji kekerasan skala mohs.
1.talc.mg3si4c10(ch)2.2.gypsum.caso42h2o.3.calcite.caco3.4.fluorite.caf2.5.apatite.ca5(po4)3f.6.orthoclase.KALSi3O8.7.quartz.SiO2.8.topaz.al2(sio4)(foh)2.9.corundum.al2o32h2o.10.intan.C.
Daya tahan mineral terhadap pukulan.tenacity
Daya tahan mineral terhadap pemecahan,penghacuran,pembengkokan,ataupun pemotongan.macam tenacity
Brittle: mineral mudah hancur menjadi tepung halus/mineral mudah diremas2.contoh:marcite.lempung.quartz.
Sectile:mineral dapat dipotong dengan pisau co.gypsum,cerargyrite
Ductile.mineral dapat ditarik atau diulur seperti kawat dan apabila tarikan dilepaskan mineral tidak kembali keposisi awal,contoh:silver,gold,copper.
Maileable:mineral dipukul akan menjadi lempeng-lempeng yang tipis dan mineral tidak hancur.
Flexible:mineral dapat dilengkukan kemana2 dengan mudah.co.mica.folliated talc.gypsum.
Elastic:mineral meregang bila ditarik dan kembali kebentuk semula bila dilepaskan.co.hematic tipis.lembar pipih mica.
2.reaksi terhadap sinar-suatu sifat mineral apbila dikenai cahaya kedalamnya.
a.warna.mineral yang mempunyai warna tetap dan tertentu disebut idiochromatic.bila suatu mineral dikenai sinar atau cahaya yang jatuh di permukaan mineral sebagian diserap(absorbsi)dan sebagian dipantulkan(refleksi).faktor2 yg mempengaruhi warna mineral.clorit:hijau,albite:putih.erythrite:merah.-struktur Kristal dan ikatan atom.pengotoran dan mineral lain.*alochpomatic:mineral tersebut dgn lainnya sehingga mempunyai warna campuran.*kehadiran ion asing yg dapat member warna khas pd mineral.
b.gores adalah warna mineral dlm bentuk tepung halus,warna ini umumnya lebih stabil dan dpt dipertanggungjawaban.co.quartz.wrna putih smpe tak berwarna,gypsum,calcite.
Mineral nonmetalik Leucite,warna abu2.goresnya warna putih.schelite.warna kuning smpe coklat.goresnya warna putih.mineral dgn kilap metalik.pyrite.warna kuning.gores hitam.copper.merah,gores hitam.sedangkan mineral warna gores yg sama.cinnabar(hgs). Magnetite(fe3o4),warna gores hitam.lazurite.warna+gores biru.
C,kilap.-ditimbulkan oleh cahaya yang di pantulkan dri permukaan sebuah mineral,dmana sebenarnya mrupakan sifat optic yaitu pemantulan (refleksi) dan pembiasan.
Kilap dibedakan:1.kilap logam(metallic luster)mineral opaque dan mineral dengan indeks bias(n)>3 misalnya:pyrite,galena,native metal,dll.2.sub metallic luster.mineral semi opaque dan mineral yang indeks bias(n)=2,6-3;3.kilap bukan logam(nonmetalik luster)n<2,5. Mineral transparan dan tranculent dan semua mineral yg punya indeks bias(n)<2,5 A,kilap kaca,n=1,3-1,9,co.kuarsa,fluorite,corundum;B.kilap intan,n=1,9-2,5co:intan ,zircon,rutile.C.kilap lemak.terlihat dibidang permukaan sperti berminyak,akibat terkena udara lembab dan teroksidasi,co,serpentine,halite yg terkena udara,D.kilap sutera,seperti sutera ditimbulkan oleh mineral oleh mineral yang pararel,berserabut,co:asbestos.selenite.serpentine.E.kilap mutiara.ditimbulkan oleh mineral yang transparan,berstruktur lembaran.co.talc.mika.gips.F.kilap tanah/kilap buram.ditimbulkan oleh mineral yang porous.seperti lempung dpt memancarkan sinar yang masuk kedalamnya dgn sempurna seolah2 tidak punya kilap.co:clay mineral. D.derajat ketransparan (diaphaineity)dibedakan:1.transparan.apabila mineral itu ditempelkan pd suatu benda hingga menutupi benda itu.ternyata benda itu masih keliahatan jelas.co.mika.delanite.2.tranculent,mineral ditempelkan pd benda,benda itu masih kelihatan,tpi agak berkabut.co.kuarsa.gips. 3.kristal habit.dlm pemerian Kristal dpt dibedakan jadi.a.pemerian perawakan Kristal tersendiri(individu)/berkelompok(aggregate)/ 4.sifat kemagnetan .jika mineral dpt tertarik mineral maka sifatnya magnetis atau paramagnetis.sebliknya,non magnetis,dia magnetis Berat jenis,atau density:massa mineral/satuan volume.specivic gravity dipakai air. ++KESALAHAN2 UMUM.ttg mineral tdk homogeny shg berat jenis tetap sesuai sebenarnya,mineral sangat forus akibat rongga terisi udara,mineral larut dalam air.ketelitian pengamatan. Pd zaman prasejarah warna yg dikenal.merah.hematite(fe2o3),hitam.pyrolusite(mno2).putih.kaoline(mgal2si2o3) Zaman batu yg dipakai sbgai alat(aktinolite berserabut).u/beliung.4000 th kemudian penambangan peleburan emas tembaga timah,perak,dsb.372-287sm.thephraslus filosof yunani mengarang buku on stone.abd ke1 masehi pliyr menjelaskan ttg penambahan beberapa mineral yg digunakan sbg batu perhiasan zat warna dan bijih logam.niels steuse 1869bgsa Denmark.buktikan bahwa sudut dlm Kristal kwarsa adalah tetap dan tidak tergantung kpd bentuk Kristal dan ukurannya,kemudian ia juga menggembangkan ilmu kristalografi.gangue:mineral campur dengan bijih lain tak ada nilai ekonomis.industrial minerals.golongan mineral ekonomis.strategic minerals logam /mineral bijih penghasil logam strategic dan critical materials,material yg dibutuhkan untuk kepentingan darurat. BATUAN SEDIMEN Batuan Sedimen Batuan sediment memang sangat menarik untuk dibahas. Selain bentuknya yang unik dan beragam serta jumlahnya yang melimpah di muka bumi (hampir 75% kulit bumi terdiri atas batuan sedimen), proses-proses yang terjadi juga sangatlah menarik untuk dibahas. Salah satu proses yang menarik adalah bagaimana sedimen sebagai penyusun batuan sedimen dapat terangkut dan diendapkan menjadi batuan sedimen. Sebelum mengetahui bagaimana sedimen terangkut dan terendapkan dalam suatu cekungan mungkin ada baiknya kita dapat memahami prinsip apa saja yang bisa kita temukan dalam batuan sedimen. Prinsip-prinsip tersebut sangatlah beragam diantaranya prinsip uniformitarianism. Prinsip penting dari uniformitarianism adalah proses-proses geologi yang terjadi sekarang juga terjadi di masa lampau. Prinsip ini diajukan oleh Charles Lyell di tahun 1830. Dengan menggunakan prinsip tersebut dalam mempelajari proses-proses geologi yang terjadi sekarang, kita bisa memperkirakan beberapa hal seperti kecepatan sedimentasi, kecepatan kompaksi dari sediment, dan juga bisa memperkirakan bagaimana bentuk geologi yang terjadi dengan proses-proses geologi tertentu. Lapisan horizontal yang ada di batuan sedimen disebut bedding. Bedding terbentuk akibat pengendapan dari partikel-partikel yang terangkut oleh air atau angin. Kata sedimen sebenanrya berasal dari bahas latin ”sedimentum” yang artinya endapan. Batas-batas lapisan yang ada di batuan sedimen adalah bidang lemah yang ada pada batuan dimana batu bisa pecah dan fluida bisa mengalir. Selama susunan lapisan belum berubah ataupun terbalik maka lapisan termuda berada di atas dan lapisan tertua berada di bawah. Prinsip tersebut dikenal sebagai prinsip superposition. Susunan lapisan tersebut adalah dasar dari skala waktu stratigrafi atau skala waktu pengendapan. Pengamatan pertama atas fenomena ini dilakukan oleh Nicolaus Steno di tahun 1669. Beliau mengajukan beberapa prinsip berkaitan dengan fenomena tersebut. Prinsip-prinsip itu adalah prinsip horizontality, superposition, dan original continuity. Prinsip horizontality menjelaskan bahwa semula batuan sedimen diendapkan dalam posisi horizontal. Pembentuk batuan sedimen adalah partikel-partikel atau sering disebut sedimen yang terbentuk akibat hancuran batuan yang telah ada sebelumnya seperti batuan beku, batuan metamorf, dan juga batuan sedimen sendiri. Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik, sedimen-sedimen dapat dibedakan sebagai berikut: Klasifikasi- Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik Nama Partikel Ukuran Sedimen Nama batu Boulder/Bongkah >256 mm Gravel Konglomerat dan Breksi (tergantung kebundaran partikel)
Cobble/Kerakal 64 - 256 mm Gravel
Pebble/Kerikil 2 - 64 mm Gravel
Sand/Pasir 1/16 - 2mm Sand Sandstone
Silt/Lanau 1/256 - 1/16 mm Silt Batu lanau
Clay/Lempung <1/256 mm Clay Batu lempung
Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan sedimen adalah air, angin, dan juga gaya grafitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin, dan bahkan salju. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda. Pertama, karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir. Kedua, karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas bahkan sampai menuju atmosfer. Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan seperti adanya patahan.
Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara:
Suspension: ini umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.
Bed load: ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.
Saltation yang dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar.
Pada saat kekuatan untuk mengangkut sedimen tidak cukup besar dalam membawa sedimen-sedimen yang ada maka sedimen tersebut akan jatuh atau mungkin tertahan akibat gaya grafitasi yang ada. Setelah itu proses sedimentasi dapat berlangsung sehingga mampu mengubah sedimen-sedimen tersebut menjadi suatu batuan sedimen.
Referensi:
Australian Museum - http://www.amonline.net.au/geoscience/
University of Tulane - http://www.tulane.edu
PENGENALAN
Sedimen merupakan bahan atau partikel yang terdapat di permukaan bumi (di daratan ataupun lautan), dan bisa jadi karena mengalami proses pengangkutan dari satu kawasan ke kawasan yang lain. Air dan angin merupakan agen pengangkut yang utama. Sedimen ini apabila mengeras akan menjadi batu sedimen. Kajian berkenaan dengan sedimen dan batu sedimen ini disebut sedimentologi. Antara lain sedimen yang ada ialah lumpur, pasir, kelikir dan sebagainya. Sedimen ini akan menjadi batu sedimen apabila mengalami proses pengerasan.
Sedimen = Bahan partikel yang peroi(lumpur, pasir, kelikir dan lain-lain)
Sedimen akan menjadi batuan sedimen melalui proses pengerasan atau pembatuan yang melibatkan;
Pemampatan (Compaction)
Penyemenan (Cementation)
Penghabluran kembali (Recrystallization) terutama sedimen karbonat)
TANDA-TANDA ATAU PETUNJUK BATUAN SEDIMEN
- Kehadiran perlapisan atau stratification
Selang lapis batu pasir dengan lodak/syal
- Adanya struktur sedimen di atas satah atau di dalam perlapisan
- Terjumpanya fosil
- Kehadiran butiran yang telah mengalami proses angkutan (klas)
Klas yang telah mengalami angkutan
- Kehadiran mineral yang asalan sedimen (glaukonit, chamosite)
JENIS BATUAN SEDIMEN
Secara umum, sedimen atau batuan sedimen terbentuk dengan dua cara, yaitu;
1) Terbentuk dalam lingkungan pengendapan atau dengan kata lainnya tidak mengalami proses pengangkutan. Sedimen seperti ini dikenal sebagai sedimen autochthonous. Sedimen yang termasuk dalam kumpulan ini ialah evaporit, batu kapur, laterit.
2) Mengalami proses angkutan, atau dengan kata lain, puncanya daripada kawasan luar lembangan, dan proses luluhawa, pengikisan dan angkutan membawa sedimen ini ke lingkunga pengendapan yang baru. Sedimen ini disebut sedimen allochthonous. Yang termasuk dalam kumpulan ini ialah konglomerat, volkanoklastik.
Selain daripada penjelasan di atas, batuan sedimen dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis, bergantung kepada cara dan proses pembentukannya. Antara klas batuan sedimen yang utama ialah;
- Terrigenous (detrital atau berklas / klastik - clastic). Batuan klastik merupakan batuan yang puncanya berasal daripada suatu tempat lain, dan telah diendapkan dalam lembangan baru setelah mengalami proses pengangkutan. Batuan utama yang terdapat dalam kumpulan ini ialah;
- Konglomerat atau breksia
- Batu pasir
- Batu lodak
- Syal
- Sedimen endapan kimia / biokimia (Chemical/biochemical). Batuan endapat kimia merupakan batuan yang terbentuk hasil daripada pemendapan kimia daripada larutan, ataupun terdiri daripada endapan hidupan bercangkang mineral karbonat atau bersilika atau berfosfat dan lain-lain.. Antara batuan yang tergolong dalam kumpulan ini ialah;
- Evaporit
- Batuan sedimen karbonat (batu kapur dan dolomit)
- Batuan sedimen bersilika (rijang)
- Endapan organik (batu arang)
- Batuan volkanoklastik (Volcanoclastic rocks). Batuan volkanoklastik yang berasal daripada aktiviti gunung berapi. Debu-debu daripada aktiviti gunung berapi ini akan terendap seperti sedimen yang lain. Antara batuan yang ada dalam kumpulan ini ialah;
- Batu pasir bertuf
- Aglomerat
Struktur sebelum endapan boleh ditemui di atas lapisan, sebelum lapisan atau endapan yang muda atau baru di endapkan. Ia adalah struktur hasil hakisan seperti terusan (channel), 'scour marks', 'flutes', 'grooves', 'tool marking' dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat penting kerana ia juga boleh memberikan arah aliran arus.
Mineralogi adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan geologi yang mempelajari mengenai mineral.baik dalam bentuk individu maupun kompleks dengan maksud mendeterminasikan sifat2 fisik,sifat2 kimia,genesa serta kegunaannya.
Definisi mineral definisi mnrt l.g Berry(1959) mineral adalah suatu benda padat yang homogen yang terdapat dalam,terbentuk secara anorganik,mempunyai komposisi kimia pada batas2 tertentu dan mempunyai atom2 yang tersusun secara tertentu.
Sifat2 suatu mineral sangat tergantung
1.susunan atau struktur Kristal yang dimiliki
2.komposisi kimia dari material yang menyusunnya
Tahapan sifat2 fisik mineral yang perlu dideterminasikan adalah
1.sifat kohesi mineral(merupakan sifat kekuatan atau kelekatan dari setiap atom yang menyusun mineral tersebut)
a.belahan(cleavage)-pecahan mineral yang teratur mengikuti permukaan dan mengikuti struktur kristalnya.
1.belahan sempurna-mudah terbelah melalui arah belahnya,bentuk bidang yg licin,datar.con:calcite,galena,muscovit
2.belahan baik-mineral mudah membelah pd bidang belahnya akan tetapi kadang2 akan terdapat belahan yang memotong bidang belahnya atau pembelahan yang tidak pada bidang belahnyacofeldspar,hyperstene,diposide
3.belahan jelas.belahan mineral masih dapat dilihat tetapi mineral tersebut sukar untuk terbelah melalui bidang belahannyaco.hornblende.sceelite.straolite
4.belahan tidak jelas.arah belahan mineral masih dapat dilihat tetapi kemungkinan terbelah melalui arah belahannya dengan kemungkinan pecah memotong arah belahannya sama,co,corundum,magnetic,beryl.
5.belahan tidak sempurna
b.Pecahan(fracture)
pecahnya suatu mineral secara tidak dengan permukaan bidang pecah yang tidak rata,dengan kata lain pecahan ini berlawan dengan belahan .
1concodinal yaitu pecahnya mineral seperti botol atau kulit bawang.co.opal,niter,realgar
2hacklypecahnya mineral seperti pecahan besi runcing tajam serta kasar tak beraturan,umumnya ditemui pada mineral logamcogold,copper,silver.
3evenpecahnya mineral dengan permukaan bidang pecah kecil2 dengan ujung pecahan masih mendekati bidang datar sehingga mempunyai kenampakan agak teratur,co:biotite,talc,muscovite.
4.uneven.pecahan mineral apabila bidang pecahnya kasar dan tidak teratur
5.splintery,yaitu pecahan mineral hancur menjadi tajam2 kecil2.seperti benang atau serabut,pecahan ini sering jga disebut fibrous.co.anhydrite.spinel,fluorite
c.kekerasan(hardness)
daya tahan permukaan mineral terhadap goresan,uji kekerasan skala mohs.
1.talc.mg3si4c10(ch)2.2.gypsum.caso42h2o.3.calcite.caco3.4.fluorite.caf2.5.apatite.ca5(po4)3f.6.orthoclase.KALSi3O8.7.quartz.SiO2.8.topaz.al2(sio4)(foh)2.9.corundum.al2o32h2o.10.intan.C.
Daya tahan mineral terhadap pukulan.tenacity
Daya tahan mineral terhadap pemecahan,penghacuran,pembengkokan,ataupun pemotongan.macam tenacity
Brittle: mineral mudah hancur menjadi tepung halus/mineral mudah diremas2.contoh:marcite.lempung.quartz.
Sectile:mineral dapat dipotong dengan pisau co.gypsum,cerargyrite
Ductile.mineral dapat ditarik atau diulur seperti kawat dan apabila tarikan dilepaskan mineral tidak kembali keposisi awal,contoh:silver,gold,copper.
Maileable:mineral dipukul akan menjadi lempeng-lempeng yang tipis dan mineral tidak hancur.
Flexible:mineral dapat dilengkukan kemana2 dengan mudah.co.mica.folliated talc.gypsum.
Elastic:mineral meregang bila ditarik dan kembali kebentuk semula bila dilepaskan.co.hematic tipis.lembar pipih mica.
2.reaksi terhadap sinar-suatu sifat mineral apbila dikenai cahaya kedalamnya.
a.warna.mineral yang mempunyai warna tetap dan tertentu disebut idiochromatic.bila suatu mineral dikenai sinar atau cahaya yang jatuh di permukaan mineral sebagian diserap(absorbsi)dan sebagian dipantulkan(refleksi).faktor2 yg mempengaruhi warna mineral.clorit:hijau,albite:putih.erythrite:merah.-struktur Kristal dan ikatan atom.pengotoran dan mineral lain.*alochpomatic:mineral tersebut dgn lainnya sehingga mempunyai warna campuran.*kehadiran ion asing yg dapat member warna khas pd mineral.
b.gores adalah warna mineral dlm bentuk tepung halus,warna ini umumnya lebih stabil dan dpt dipertanggungjawaban.co.quartz.wrna putih smpe tak berwarna,gypsum,calcite.
Mineral nonmetalik Leucite,warna abu2.goresnya warna putih.schelite.warna kuning smpe coklat.goresnya warna putih.mineral dgn kilap metalik.pyrite.warna kuning.gores hitam.copper.merah,gores hitam.sedangkan mineral warna gores yg sama.cinnabar(hgs). Magnetite(fe3o4),warna gores hitam.lazurite.warna+gores biru.
C,kilap.-ditimbulkan oleh cahaya yang di pantulkan dri permukaan sebuah mineral,dmana sebenarnya mrupakan sifat optic yaitu pemantulan (refleksi) dan pembiasan.
Kilap dibedakan:1.kilap logam(metallic luster)mineral opaque dan mineral dengan indeks bias(n)>3 misalnya:pyrite,galena,native metal,dll.2.sub metallic luster.mineral semi opaque dan mineral yang indeks bias(n)=2,6-3;3.kilap bukan logam(nonmetalik luster)n<2,5. Mineral transparan dan tranculent dan semua mineral yg punya indeks bias(n)<2,5 A,kilap kaca,n=1,3-1,9,co.kuarsa,fluorite,corundum;B.kilap intan,n=1,9-2,5co:intan ,zircon,rutile.C.kilap lemak.terlihat dibidang permukaan sperti berminyak,akibat terkena udara lembab dan teroksidasi,co,serpentine,halite yg terkena udara,D.kilap sutera,seperti sutera ditimbulkan oleh mineral oleh mineral yang pararel,berserabut,co:asbestos.selenite.serpentine.E.kilap mutiara.ditimbulkan oleh mineral yang transparan,berstruktur lembaran.co.talc.mika.gips.F.kilap tanah/kilap buram.ditimbulkan oleh mineral yang porous.seperti lempung dpt memancarkan sinar yang masuk kedalamnya dgn sempurna seolah2 tidak punya kilap.co:clay mineral. D.derajat ketransparan (diaphaineity)dibedakan:1.transparan.apabila mineral itu ditempelkan pd suatu benda hingga menutupi benda itu.ternyata benda itu masih keliahatan jelas.co.mika.delanite.2.tranculent,mineral ditempelkan pd benda,benda itu masih kelihatan,tpi agak berkabut.co.kuarsa.gips. 3.kristal habit.dlm pemerian Kristal dpt dibedakan jadi.a.pemerian perawakan Kristal tersendiri(individu)/berkelompok(aggregate)/ 4.sifat kemagnetan .jika mineral dpt tertarik mineral maka sifatnya magnetis atau paramagnetis.sebliknya,non magnetis,dia magnetis Berat jenis,atau density:massa mineral/satuan volume.specivic gravity dipakai air. ++KESALAHAN2 UMUM.ttg mineral tdk homogeny shg berat jenis tetap sesuai sebenarnya,mineral sangat forus akibat rongga terisi udara,mineral larut dalam air.ketelitian pengamatan. Pd zaman prasejarah warna yg dikenal.merah.hematite(fe2o3),hitam.pyrolusite(mno2).putih.kaoline(mgal2si2o3) Zaman batu yg dipakai sbgai alat(aktinolite berserabut).u/beliung.4000 th kemudian penambangan peleburan emas tembaga timah,perak,dsb.372-287sm.thephraslus filosof yunani mengarang buku on stone.abd ke1 masehi pliyr menjelaskan ttg penambahan beberapa mineral yg digunakan sbg batu perhiasan zat warna dan bijih logam.niels steuse 1869bgsa Denmark.buktikan bahwa sudut dlm Kristal kwarsa adalah tetap dan tidak tergantung kpd bentuk Kristal dan ukurannya,kemudian ia juga menggembangkan ilmu kristalografi.gangue:mineral campur dengan bijih lain tak ada nilai ekonomis.industrial minerals.golongan mineral ekonomis.strategic minerals logam /mineral bijih penghasil logam strategic dan critical materials,material yg dibutuhkan untuk kepentingan darurat. BATUAN SEDIMEN Batuan Sedimen Batuan sediment memang sangat menarik untuk dibahas. Selain bentuknya yang unik dan beragam serta jumlahnya yang melimpah di muka bumi (hampir 75% kulit bumi terdiri atas batuan sedimen), proses-proses yang terjadi juga sangatlah menarik untuk dibahas. Salah satu proses yang menarik adalah bagaimana sedimen sebagai penyusun batuan sedimen dapat terangkut dan diendapkan menjadi batuan sedimen. Sebelum mengetahui bagaimana sedimen terangkut dan terendapkan dalam suatu cekungan mungkin ada baiknya kita dapat memahami prinsip apa saja yang bisa kita temukan dalam batuan sedimen. Prinsip-prinsip tersebut sangatlah beragam diantaranya prinsip uniformitarianism. Prinsip penting dari uniformitarianism adalah proses-proses geologi yang terjadi sekarang juga terjadi di masa lampau. Prinsip ini diajukan oleh Charles Lyell di tahun 1830. Dengan menggunakan prinsip tersebut dalam mempelajari proses-proses geologi yang terjadi sekarang, kita bisa memperkirakan beberapa hal seperti kecepatan sedimentasi, kecepatan kompaksi dari sediment, dan juga bisa memperkirakan bagaimana bentuk geologi yang terjadi dengan proses-proses geologi tertentu. Lapisan horizontal yang ada di batuan sedimen disebut bedding. Bedding terbentuk akibat pengendapan dari partikel-partikel yang terangkut oleh air atau angin. Kata sedimen sebenanrya berasal dari bahas latin ”sedimentum” yang artinya endapan. Batas-batas lapisan yang ada di batuan sedimen adalah bidang lemah yang ada pada batuan dimana batu bisa pecah dan fluida bisa mengalir. Selama susunan lapisan belum berubah ataupun terbalik maka lapisan termuda berada di atas dan lapisan tertua berada di bawah. Prinsip tersebut dikenal sebagai prinsip superposition. Susunan lapisan tersebut adalah dasar dari skala waktu stratigrafi atau skala waktu pengendapan. Pengamatan pertama atas fenomena ini dilakukan oleh Nicolaus Steno di tahun 1669. Beliau mengajukan beberapa prinsip berkaitan dengan fenomena tersebut. Prinsip-prinsip itu adalah prinsip horizontality, superposition, dan original continuity. Prinsip horizontality menjelaskan bahwa semula batuan sedimen diendapkan dalam posisi horizontal. Pembentuk batuan sedimen adalah partikel-partikel atau sering disebut sedimen yang terbentuk akibat hancuran batuan yang telah ada sebelumnya seperti batuan beku, batuan metamorf, dan juga batuan sedimen sendiri. Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik, sedimen-sedimen dapat dibedakan sebagai berikut: Klasifikasi- Berdasarkan ukuran partikel dari sedimen klastik Nama Partikel Ukuran Sedimen Nama batu Boulder/Bongkah >256 mm Gravel Konglomerat dan Breksi (tergantung kebundaran partikel)
Cobble/Kerakal 64 - 256 mm Gravel
Pebble/Kerikil 2 - 64 mm Gravel
Sand/Pasir 1/16 - 2mm Sand Sandstone
Silt/Lanau 1/256 - 1/16 mm Silt Batu lanau
Clay/Lempung <1/256 mm Clay Batu lempung
Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan sedimen adalah air, angin, dan juga gaya grafitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin, dan bahkan salju. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda. Pertama, karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir. Kedua, karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas bahkan sampai menuju atmosfer. Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan seperti adanya patahan.
Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara:
Suspension: ini umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.
Bed load: ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.
Saltation yang dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar.
Pada saat kekuatan untuk mengangkut sedimen tidak cukup besar dalam membawa sedimen-sedimen yang ada maka sedimen tersebut akan jatuh atau mungkin tertahan akibat gaya grafitasi yang ada. Setelah itu proses sedimentasi dapat berlangsung sehingga mampu mengubah sedimen-sedimen tersebut menjadi suatu batuan sedimen.
Referensi:
Australian Museum - http://www.amonline.net.au/geoscience/
University of Tulane - http://www.tulane.edu
PENGENALAN
Sedimen merupakan bahan atau partikel yang terdapat di permukaan bumi (di daratan ataupun lautan), dan bisa jadi karena mengalami proses pengangkutan dari satu kawasan ke kawasan yang lain. Air dan angin merupakan agen pengangkut yang utama. Sedimen ini apabila mengeras akan menjadi batu sedimen. Kajian berkenaan dengan sedimen dan batu sedimen ini disebut sedimentologi. Antara lain sedimen yang ada ialah lumpur, pasir, kelikir dan sebagainya. Sedimen ini akan menjadi batu sedimen apabila mengalami proses pengerasan.
Sedimen = Bahan partikel yang peroi(lumpur, pasir, kelikir dan lain-lain)
Sedimen akan menjadi batuan sedimen melalui proses pengerasan atau pembatuan yang melibatkan;
Pemampatan (Compaction)
Penyemenan (Cementation)
Penghabluran kembali (Recrystallization) terutama sedimen karbonat)
TANDA-TANDA ATAU PETUNJUK BATUAN SEDIMEN
- Kehadiran perlapisan atau stratification
Selang lapis batu pasir dengan lodak/syal
- Adanya struktur sedimen di atas satah atau di dalam perlapisan
- Terjumpanya fosil
- Kehadiran butiran yang telah mengalami proses angkutan (klas)
Klas yang telah mengalami angkutan
- Kehadiran mineral yang asalan sedimen (glaukonit, chamosite)
JENIS BATUAN SEDIMEN
Secara umum, sedimen atau batuan sedimen terbentuk dengan dua cara, yaitu;
1) Terbentuk dalam lingkungan pengendapan atau dengan kata lainnya tidak mengalami proses pengangkutan. Sedimen seperti ini dikenal sebagai sedimen autochthonous. Sedimen yang termasuk dalam kumpulan ini ialah evaporit, batu kapur, laterit.
2) Mengalami proses angkutan, atau dengan kata lain, puncanya daripada kawasan luar lembangan, dan proses luluhawa, pengikisan dan angkutan membawa sedimen ini ke lingkunga pengendapan yang baru. Sedimen ini disebut sedimen allochthonous. Yang termasuk dalam kumpulan ini ialah konglomerat, volkanoklastik.
Selain daripada penjelasan di atas, batuan sedimen dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis, bergantung kepada cara dan proses pembentukannya. Antara klas batuan sedimen yang utama ialah;
- Terrigenous (detrital atau berklas / klastik - clastic). Batuan klastik merupakan batuan yang puncanya berasal daripada suatu tempat lain, dan telah diendapkan dalam lembangan baru setelah mengalami proses pengangkutan. Batuan utama yang terdapat dalam kumpulan ini ialah;
- Konglomerat atau breksia
- Batu pasir
- Batu lodak
- Syal
- Sedimen endapan kimia / biokimia (Chemical/biochemical). Batuan endapat kimia merupakan batuan yang terbentuk hasil daripada pemendapan kimia daripada larutan, ataupun terdiri daripada endapan hidupan bercangkang mineral karbonat atau bersilika atau berfosfat dan lain-lain.. Antara batuan yang tergolong dalam kumpulan ini ialah;
- Evaporit
- Batuan sedimen karbonat (batu kapur dan dolomit)
- Batuan sedimen bersilika (rijang)
- Endapan organik (batu arang)
- Batuan volkanoklastik (Volcanoclastic rocks). Batuan volkanoklastik yang berasal daripada aktiviti gunung berapi. Debu-debu daripada aktiviti gunung berapi ini akan terendap seperti sedimen yang lain. Antara batuan yang ada dalam kumpulan ini ialah;
- Batu pasir bertuf
- Aglomerat
Struktur sebelum endapan boleh ditemui di atas lapisan, sebelum lapisan atau endapan yang muda atau baru di endapkan. Ia adalah struktur hasil hakisan seperti terusan (channel), 'scour marks', 'flutes', 'grooves', 'tool marking' dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat penting kerana ia juga boleh memberikan arah aliran arus.
MEKANIKA BATUAN
Mekanika batuan sebagai ilmu
merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya dari lingkungan sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968)
Mekanika batuan mempelajari :
1) Mekanisme deformasi kristal-kristal mineral yang mengalami tekanan tinggi pada temperatur tinggi
2) Perilaku triaksial batuan di laboratorium
3) Stabilitas dinding terowongan, bahkan :
4) Mekanisme pergerakan-pergerakan kerak bumi sendiri, dalam hal ini jelas geologi berperan, antara lain material-material yang terlibat :
- masa batuan yang keberadaannya tidak terlepas dari lingkungan geologi atau dihasilkan dari lingkungan geologi
- karakter fisiknya, yang merupakan fungsi dari cara terjadinya dan dari semua proses yang terlibat
- stabilitas dinding terowongan, bahkan
- sejarah geologi pada lokasi kejadian
PENTINGNYA LITOLOGI DAN JENIS BATUAN
Litologi suatu batuan memberikan acuan tentang mineraloginya, tekstur, kemas yang mengarahkan kepada klasifikasi yang dapat diterima ; (lithology = ilmu tentang batuan).
Pentingnya klasifikasi yang dapat diterima :
Jenis batuan, mineralogy, tekstur, fabric (kemas) ---> deskriptif terminologi ---> sistem klasifikasi yang dapat diterima, misalnya: oolitic limestone, bituminous shale.
Jenis batuan sama bisa memberikan rentang nilai sifat mekanik yang panjang Cenderung lithologic name ditinggalkan, diganti dengan nama kelas yang menggunakan sifat mekanik ---> tetap dipertahankan untuk beberapa alasan :
1) Setidaknya ada rentang nilai
Untuk jenis batuan tertentu sebagian rentang harganya tinggi/panjang, sebagian lagi pendek. Misalnya: limestone 5.000 lb/in2 hingga 35.000 lb/in2 (rentang harga 30.000; 1 lb/in2 = 0,70307 Ton/m2); rock salt, garam batuan, 3.000 – 5.000 lb/in2 ---> rentang harga 2.000 saja.
2) Sehubungan dengan tekstur, fabric, structural anisotropy dalam batuan yang terbentuk secara khusus (a particular origin); misalnya:
a. batuan beku, umumnya punya suatu fabric yang padat dan interlocking, yang hanya sedikit saja memiliki perbedaan sifat mekanik ke arah-arah yang berbeda.
b. batuan sedimen berlapis anisotropy in mechanical properties
c. batuan metamorf, foliasi ---> lebih-lebih anisotropy
KLASIFIKASI KETEKNIKAN ---> BATUAN PADU (INTACT ROCK)
a. Batuan padu (Intact rock)
merupakan material batuan yang dapat diambil sebagai sample dan diuji di laboratorium, dan bebas dari kemampuan structural berskala besar, misalnya kekar, bidang-bidang perlapisan, zona gerusan (shear zones).
Klasifikasi batuan padu berdasarkan 2 sifat keteknikan, yaitu:
- Ketahanan kompresif satu-sumbu σa(ult) (uni axial compressive strength)
- Modulus of elasticity, Et = tangen modulus pada 50% ultimate strength), ketahanan kompresif hasil uji spesimen dengan nisbah ukuran panjang : diameter (h : D) paling tidak = 2 : 1. h : D = 2:1, malah boleh lebih besar
Batuan diklasifikasikan baik atas dasar strength maupun modulus ratio ---> sebagai AM, BL, BH, CM dan seterusnya.
Modulus-ratio = Et / σa (ult)
Et = target modulus pada 50% ultimate (final maximum) strength
σa(ult) = qu = unconfined / uniaxial compressive trength (UCS)
BIDANG DISKONTINUITAS
Setiap struktur geologi yang berpengaruh tehadap salah satu sifat massa batuan in situ, diantaranya misalnya, ketahanan (strength), modulus deformasi atau permeability, adalah penting (= significant).
Struktur yang umum tersebut adalah :
* kekar,
* bidang lapisan,
* bidang-bidang foliasi,
* sesar atau bidang-bidang gerus,
* ketidaksinambungan planar sampai hampir planar
---> efek anisotropik yang kuat terhadap massa batuan (unisotropic effect on mass properties)
---> Batuan padu menjadi batuan terkekarkan (tak padu)
---> lihat RMR
PEMETAAN BIDANG DISKONTINUITAS BATUAN
Pemetaan teliti dari :
* lokasi
* orientasi (jurus dan kemiringan)
* spasi
+ karakter fisiknya dideskripsi, bahkan dari intibor, kekuatan lekat antar bagian inti yang terpisah oleh kekar yang diisi mineral tertentu + irregularity bidang kekarnya.
Deskripsi tadi perlu ketelitian, sulit diasumsikan karena
1) singkapan-singkapan batuan tidak cukup banyak untuk suatu kesimpulan statistik
2) diskontinuitas major, e.g. sesar-sesar atau zona-zona gerus tidak nampak akibat erosi atau pelapukan
3) singkapan-singkapan batuan tidak dalam kondisi tiga dimensi yang baik, sehingga tidak menunjukkan nilai-nilai spasi diskontinuitas yang sebenarnya.
4) diskontinuitas ke arah kedalaman berbeda dengan yang tersingkap di permukaan. Dianjurkan pemetaan selain di permukaan juga di terowongan (shaft, adit + intibor melalui core drillings).
KLASIFIKASI BATUAN INSITU
1) Rock Quality Designation (RQD) dari Contoh Inti Bor
L = 4 inci ( = 10 cm)
Σ L
---------------- x 100%
Σ core run
RQD dari Singkapan
RQD selain diperoleh dari pemboran, dapat juga dihitung langsung dari singkapan batuan yang mengalami retakan-retakan (baik lapisan batuan maupun kekar atau sesar) berdasarkan rumus Hudson (1979) sbb.:
RQD = 100 (0.1 λ + 1) e-0.1 λ
adalah rasio antara jumlah kekar dengan panjang scan-line (kekar/meter)
Nisbah Kecepatan
Effect dari dikontinuitas terhadap batuan ditaksir dengan membandingkan kecepatan gelombang kompresional secara in situ dengan kecepatan sonic laboratorium dari inti batuan-padu yang diperoleh dari batuan yang sama.
Kondisi Tekanan InSitu
Banyak hal yang tidak diketahui di dalam fenomena geologi yang sedang berlangsung ---> tekanan insitu tidak dapat ditaksir atau dihitung secara mekanika, sehingga perlu diukur.
---> lithologi, geologi struktur, in situ state of stress tertentu
Kegunaan
1. teknik tambang
Studi perencanaan – pelaksanaan pembukaan tambang dan lain sebagainya
2. teknik sipil
Terowongan dan lain sebagainya
Fondasi bendungan
* Perencanaan (design) melibatkan banyak pilihan (tentatine design) dan prediksi perilaku yang diharapkan melalui desain.
* Rumus-rumus dari teoritis dan mekanika terapan digunakan.
* Dalam banyak kasus sifat-sifat fisik mekanik batuan masuk kedalam rumus-rumus tersebut
* Hasil perhitungan selalu lebih besar dari kenyataan, akibat intact rock sehingga sample yang diambil
* Validitas dari pemecahan yang dihasilkan tidak harus lebih besar dari kenyataan
* Perlu masukan pengaruh joints, spasi
* Insitu testing
merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya dari lingkungan sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968)
Mekanika batuan mempelajari :
1) Mekanisme deformasi kristal-kristal mineral yang mengalami tekanan tinggi pada temperatur tinggi
2) Perilaku triaksial batuan di laboratorium
3) Stabilitas dinding terowongan, bahkan :
4) Mekanisme pergerakan-pergerakan kerak bumi sendiri, dalam hal ini jelas geologi berperan, antara lain material-material yang terlibat :
- masa batuan yang keberadaannya tidak terlepas dari lingkungan geologi atau dihasilkan dari lingkungan geologi
- karakter fisiknya, yang merupakan fungsi dari cara terjadinya dan dari semua proses yang terlibat
- stabilitas dinding terowongan, bahkan
- sejarah geologi pada lokasi kejadian
PENTINGNYA LITOLOGI DAN JENIS BATUAN
Litologi suatu batuan memberikan acuan tentang mineraloginya, tekstur, kemas yang mengarahkan kepada klasifikasi yang dapat diterima ; (lithology = ilmu tentang batuan).
Pentingnya klasifikasi yang dapat diterima :
Jenis batuan, mineralogy, tekstur, fabric (kemas) ---> deskriptif terminologi ---> sistem klasifikasi yang dapat diterima, misalnya: oolitic limestone, bituminous shale.
Jenis batuan sama bisa memberikan rentang nilai sifat mekanik yang panjang Cenderung lithologic name ditinggalkan, diganti dengan nama kelas yang menggunakan sifat mekanik ---> tetap dipertahankan untuk beberapa alasan :
1) Setidaknya ada rentang nilai
Untuk jenis batuan tertentu sebagian rentang harganya tinggi/panjang, sebagian lagi pendek. Misalnya: limestone 5.000 lb/in2 hingga 35.000 lb/in2 (rentang harga 30.000; 1 lb/in2 = 0,70307 Ton/m2); rock salt, garam batuan, 3.000 – 5.000 lb/in2 ---> rentang harga 2.000 saja.
2) Sehubungan dengan tekstur, fabric, structural anisotropy dalam batuan yang terbentuk secara khusus (a particular origin); misalnya:
a. batuan beku, umumnya punya suatu fabric yang padat dan interlocking, yang hanya sedikit saja memiliki perbedaan sifat mekanik ke arah-arah yang berbeda.
b. batuan sedimen berlapis anisotropy in mechanical properties
c. batuan metamorf, foliasi ---> lebih-lebih anisotropy
KLASIFIKASI KETEKNIKAN ---> BATUAN PADU (INTACT ROCK)
a. Batuan padu (Intact rock)
merupakan material batuan yang dapat diambil sebagai sample dan diuji di laboratorium, dan bebas dari kemampuan structural berskala besar, misalnya kekar, bidang-bidang perlapisan, zona gerusan (shear zones).
Klasifikasi batuan padu berdasarkan 2 sifat keteknikan, yaitu:
- Ketahanan kompresif satu-sumbu σa(ult) (uni axial compressive strength)
- Modulus of elasticity, Et = tangen modulus pada 50% ultimate strength), ketahanan kompresif hasil uji spesimen dengan nisbah ukuran panjang : diameter (h : D) paling tidak = 2 : 1. h : D = 2:1, malah boleh lebih besar
Batuan diklasifikasikan baik atas dasar strength maupun modulus ratio ---> sebagai AM, BL, BH, CM dan seterusnya.
Modulus-ratio = Et / σa (ult)
Et = target modulus pada 50% ultimate (final maximum) strength
σa(ult) = qu = unconfined / uniaxial compressive trength (UCS)
BIDANG DISKONTINUITAS
Setiap struktur geologi yang berpengaruh tehadap salah satu sifat massa batuan in situ, diantaranya misalnya, ketahanan (strength), modulus deformasi atau permeability, adalah penting (= significant).
Struktur yang umum tersebut adalah :
* kekar,
* bidang lapisan,
* bidang-bidang foliasi,
* sesar atau bidang-bidang gerus,
* ketidaksinambungan planar sampai hampir planar
---> efek anisotropik yang kuat terhadap massa batuan (unisotropic effect on mass properties)
---> Batuan padu menjadi batuan terkekarkan (tak padu)
---> lihat RMR
PEMETAAN BIDANG DISKONTINUITAS BATUAN
Pemetaan teliti dari :
* lokasi
* orientasi (jurus dan kemiringan)
* spasi
+ karakter fisiknya dideskripsi, bahkan dari intibor, kekuatan lekat antar bagian inti yang terpisah oleh kekar yang diisi mineral tertentu + irregularity bidang kekarnya.
Deskripsi tadi perlu ketelitian, sulit diasumsikan karena
1) singkapan-singkapan batuan tidak cukup banyak untuk suatu kesimpulan statistik
2) diskontinuitas major, e.g. sesar-sesar atau zona-zona gerus tidak nampak akibat erosi atau pelapukan
3) singkapan-singkapan batuan tidak dalam kondisi tiga dimensi yang baik, sehingga tidak menunjukkan nilai-nilai spasi diskontinuitas yang sebenarnya.
4) diskontinuitas ke arah kedalaman berbeda dengan yang tersingkap di permukaan. Dianjurkan pemetaan selain di permukaan juga di terowongan (shaft, adit + intibor melalui core drillings).
KLASIFIKASI BATUAN INSITU
1) Rock Quality Designation (RQD) dari Contoh Inti Bor
L = 4 inci ( = 10 cm)
Σ L
---------------- x 100%
Σ core run
RQD dari Singkapan
RQD selain diperoleh dari pemboran, dapat juga dihitung langsung dari singkapan batuan yang mengalami retakan-retakan (baik lapisan batuan maupun kekar atau sesar) berdasarkan rumus Hudson (1979) sbb.:
RQD = 100 (0.1 λ + 1) e-0.1 λ
adalah rasio antara jumlah kekar dengan panjang scan-line (kekar/meter)
Nisbah Kecepatan
Effect dari dikontinuitas terhadap batuan ditaksir dengan membandingkan kecepatan gelombang kompresional secara in situ dengan kecepatan sonic laboratorium dari inti batuan-padu yang diperoleh dari batuan yang sama.
Kondisi Tekanan InSitu
Banyak hal yang tidak diketahui di dalam fenomena geologi yang sedang berlangsung ---> tekanan insitu tidak dapat ditaksir atau dihitung secara mekanika, sehingga perlu diukur.
---> lithologi, geologi struktur, in situ state of stress tertentu
Kegunaan
1. teknik tambang
Studi perencanaan – pelaksanaan pembukaan tambang dan lain sebagainya
2. teknik sipil
Terowongan dan lain sebagainya
Fondasi bendungan
* Perencanaan (design) melibatkan banyak pilihan (tentatine design) dan prediksi perilaku yang diharapkan melalui desain.
* Rumus-rumus dari teoritis dan mekanika terapan digunakan.
* Dalam banyak kasus sifat-sifat fisik mekanik batuan masuk kedalam rumus-rumus tersebut
* Hasil perhitungan selalu lebih besar dari kenyataan, akibat intact rock sehingga sample yang diambil
* Validitas dari pemecahan yang dihasilkan tidak harus lebih besar dari kenyataan
* Perlu masukan pengaruh joints, spasi
* Insitu testing
AKTIVITAS MAGMA
Indonesia merupakan salah satu negara dengan jumlah gunung apinya yang terbesar di dunia. Kira-kira 179 gunung api yang terdapat di negeri ini dan 129 diantaranya masih aktif sampai sekarang. Karena hal inilah maka hampir setiap tahun paling sedikit satu gunungapi melakukan erupsinya.
Aktivitas gunung merupakan pencerminan dari aktivitas magma yang terdapat di dalam bumi.
Aktivitas Volkanik
Aktivitas volkanik pada umumnya digambarkan sebagai proses yang menghasilkan gambaran yang menakjubkan, atau kadang menakutkan dari suatu bentuk struktur kerucut yang secara periodik melakukan erupsinya. Erupsi dari gunung api ini kadang –kadang merupakan letusan yang sangat hebat (eksplosif), tetapi kadang-kadang berlangsung dengan tenang. Faktor utama yang mengontrol macam erupsi gunung api adalah komposisi magma, temperatur magma dan kandungan gas yang terdapat dalam magma. Faktor-faktor tersebut sangat mempengaruhi mobilitas dari magma , atau sering disebut viskositas (kekentalan) magma. Semakin kental magma, semakin sulit magma untuk mengalir.
Komposisi kimia magma telah diuraikan pada bab sebelumnya dengan klasifikasi batuan beku. Satu faktor utama yang membedakan antara bermacam-macam batuan beku dan juga antara macam magma asala ialah kandungan unsur silika (SiO2). Magma pembentuk batuan beku basaltik mengandung kira-kira 50% silika. Batuan beku granitik mengandung sekitar 70% silika, sedang batuan beku menengah mengandung sekitar 60% silika. Jadi dapat dikatakan bahwa viskositas magma sangat berhubungan dengan kandungan silikanya. Semakin tinggi kandungan silikanya, maka magma semakin viskos dan aliran magma akan semakin lambat. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul silika terangkai dalam bnetuk rantai yang panjang, walaupun belum mengalami kristalisasi.
Akibatnya, karena lava basaltik mengandung silika yang rendah, maka lava basaltik cenderung bersifat encer dan mudah mengalir,
sedangkan lava granitik relatif sangat kental dan sulit mengalir walaupun pada temperatur tinggi.
Tabel. Bermacam-macam sifat magma karena perbedaan komposisi.
Sifat Magma Basaltik Andesitik Granitik
Kandungan silika Kecil (+50%) Menengah (+60%) Tinggi (+70%)
Viskositas Rendah Menengah Tinggi
Kecenderungan Membentuk Lava Tinggi Menengah Rendah
Kecenderungan Membentuk Piroklastik Rendah Menengah Tinggi
Titik Lebur Tinggi Menengah Rendah
Kandungan gas dalam magma juga akan berpengaruh terhadap mobilitas dari magma. Keluarnya gas dari magma menyebabkan magma menjadi semakin kental. Keluarnya gas ini dapat pula menyebabkan tekanan yang cukup kuat untuk keluarnya magma melalui lubang kepundan. Pada waktu magma bergerak naik ke atas mendekati permukaan pada gunung api, tekanan pada bagian magma yang paling atas akan berkurang. Berkurangnya tekanan akan mengakibatkan lepasnya gas dari magma dengan cepat. Pada temperatur tinggi dan tekanan yang rendah, memungkinkan gas untuk mengembangkan volumenya sampai beberapa kali dari volumenya mula-mula. Magma basaltik yang kandungan gasnya cukup besar, memungkinkan gas tersebut untuk keluar melalui lubang kepundan gunung api dengan relatif mudah. Keluarnya gas tersebut dapat membawa lava yang disemburkan sampai bermeter-meter tingginya. Sedangkan pada magma yang kental, keluarnya gas tidak mudah, tetapi gas tersebut akan berkumpul pada kantong-kantong dalam magma yang menyebabkan tekanan meningkat besar sekali. Tekanan yang besar ini akan dikeluarkan dengan letusan yang hebat dengan membawa material yang setengah padat dan padat melalui lobang kawah gunung api. Jadi besarnya gas yang keluar dari magma akan sangat mempengaruhi sifat erupsi gunung api.
Material Erupsi Gunung Api
Material yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsi bisa berupa lava, gas ataupun material piroklastik. Tiap gunung api mempunyai karakteristik tersendiri mengenai material yang dikeluarkan selama erupsinya.
Aliran Lava
Pada umumnya aliran lava terjadi pada lava basaltik yang bersifat cair karena kandungan silikanya relatif kecil. Lava basaltik akan mengalir dengan mudah pada daerah yang luas atau kadang-kadang menyerupai bentuk lidah. Ada kalanya aliran lava basaltik bisa mencapai puluhan kilimeter dengan kecepatan aliran antara 10 sampai 300 meter per jam. Sebaliknya aliran lava yang kaya silika sangat lambat sekali.
Aliran lava basaltik, kadang-kadang menghasilkan permukaan yang halus, tetapi juga kadang-kadang menghasilkan permukaan yang berkerut seperti bentuk tali. Bentuk lava yang demikian disebut dengan pahoehoe lava atau ropy lava. Bentuk lain yang juga umum terjadi adalah permukaan yang kasar, berbentuk blok-blok dengan tepi yang tajam, disebut dengan blok lava atau aa lava. Aliran dari aa lava biasanya tebal dan dingin, dengan kecepatan aliran sekitar 5 sampai 50 meter per jam. Blok lava ini terjadikarena bagian luar lava yang relatif cepat membeku, tetapi di bagian dalamnya relatif masih cair dan terus mengalir. Akibat aliran lava di bagian dalam ini akan menyebabkan bagian luar yang sudah membeku terpengaruh oleh aliran ini sehingga mengalami retakan dan membentuk blok-blok. Selain pada permukaannya juga terbentuk lubang-lubang bekas keluarnya gas.
Gas
Magma mengandung bermacam gas yang jumlahnya kira-kira 1 sampai 5% dari berat total, dan sebagian besar merupakan uap air.meskipun persentasenya kecil, tetapi jumlah gas yang dikeluarkan bisa mencapai ribuan ton per hari. Komposisi gas yang dikeluarkan dalam aktivitas gunung api mengandung 70% uap air, 15% karbon diosida, 5% nitrogen, 5% sulfur dan sisanya terdiri dari klorida, hidrogen dan argon.
Material Piroklastik
Material padat dan setengah padat yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsinya disebut material piroklastik. Material fragmental ini mempunyai ukuran dari sangat halus sampai diameter beberapa meter. Sebagian besar material yang dikeluarkan ini diendapkan disekitar kawah, sehingga membentuk struktur kerucut gunung api.
Karena material piroklastik mempunyai ukuran fragmen yang sangat bervariasi, maka material piroklastik dapat dikelompokkan berdasarkan ukurannya. Partikel-partikel yang berukuran sangat halus disebut debu vulkanik (volcanic ash).
Material ini terbentuk bila lava banyak mengandung banyak gas di dalamnya. Bila gas yang panas ini dieksplosifkan keluar, maka lava akan terurai menjadi partikel-partikel yang halus. Hal semacam ini bila dikeluarkan dalam ukuran yang relatif besar akan membentuk pumis. Bila debu volkanik yang panas ini jatuh di permukaan bumi, akan membentuk welded tuff, yang dicirikan adanya glass shard.
Partikel yang berukuran seperti kacang disebut lapilli, sedang partikel atau material piroklastik yang berukuran lebih besar dari lapilli disebut block bila dikeluarkan dari gunung api dalam keadaan padat, sehingga bentuknya meruncing. Sedang bila dikeluarkan dalam keadaan setengah padat sehingga bentuknya relatif membundar disebut bomb.
Gunung Api dan Erupsi Gunung Api
Erupsi gunung api yang berkelanjutan, akan menghasilkan material-material yang terkumpul di sekitar pusat erupsinya dan membentuk gunung api (volkano). Pusat erupsi gunung api yang biasanya terletak pada puncaknya disebut crater (kawaH0, berhubungan dengan dapur magma melalui semacam pipa. Beberapa gunung api mempunyai kawah yang sangat besar sampai beberapa kilometer diameternya yang disebut kaldera. Tidak semua gunung api mengeluarkan hasil erupsinya melalui lubang yang terpusat, tetapi kadang-kadang melalui suatu celah yang memanjang pada lerang gunung api tersebut. Aktivitas magma pada lereng gunung api membentik parasitik cone.
Setiap gunung api mempunyai sifat dan tipe erupsi yang berbeda-beda, sehingga masing-masing mempunyai bentuk yang berbeda pula. Berdasarkan sifat dan tipenya, maka gunung api dapat dibedakan menjadi tiga yaitu gunung api shield, cinder cone dan composit cone.
Kaldera diperkirakan terbentuk pada waktu terjadi erupsi yang sangat besar, sehingga dapur magma kosong. Kemudian karena kosongnya dapur magma, puncak gunung api tersebut runtuh ke dalam dapur magma sehingga membentuk lubang kawah yang sangat besar.
Erupsi celah (Fissure Erupsions)
Aktivitas erupsi gunung api melalui celah yang memanjang disebut fissure. Erupsi yang demikian akan menyebabkan penyebaran material volkanik sangat luas. Apabila material yang dikeluarkan merupakan lava basalt yang encer, akan membentuk flood basalt, yang dapat mengalir sampai berkilometer jauhnya.
Apabila lava yang dikeluarkan banyak mengandung silika, maka akan menghasilkan aliran piroklastik (pyroclastic flows) yang terdiri dari debu volkanik dan pumis.
Aktivitas Magma Dalam Bumi
Seperti telah diketahui dan dipercaya oleh sebagian besar orang, bahwa sebagian besar magma berada pada tempat yang sangat dalam. Mempelajari aktivitas magma di dalam bumi merupakan hal yang penting bagi ahli geologi seperti mempelajari aktivitas gunung api. Ada beberapa tipe dari bentuk tubuh batuan beku instrusif yang terbentuk pada waktu magma mengkristal di dalam bumi. Bentuk-bentuk tubuh tersebut ada yang tabular, dan ada pula yang masif. Selain itu sebagian tubuh batuan beku tersebut ada yang memotong perlapisan batuan sedimen dan ada pula yang menerobos diantara perlapisan batuan sedimen. Mengacu pada perbedaan-perbedaan tersebut, maka tubuh batuan beku dalam dapat digolongkan berdasarkan bentuknya apakah tabular atau masif, dan orientasinya terhadap batuan disekitarnya. Batuan beku dalam yang memotong batuan sedimen disebut diskordan, sedang yang sejajar dengan perlapisan batuan sedimen disebut konkordan.
Batuan beku intrusif mempunyai variasi ukuran dan bentuk yang sangat besar.
Dike adalah batuan beku diskordan yang dibentuk oleh magma yang menerobos melalui retakan yang memotong perlapisan batuan sedimen. Tubuh batuan yang berbentuk tabular ini mempunyai ketebalan dari beberapa sentimeter sampai lebih dari satu kilometer, dengan panjanh dapat sampai beberapa kilometer. Umumnya dike lebih resisten terhadap proses pelapukan daripada batuan disekitarnya.
Sill adalah batuan beku yang tabular yang berbentuk ketika magma menerobos melalui bidang perlapisan batuan sedimen. Pada umumnya batuan beku sill mendatar, tetapi sebenarnya kedudukan sill sangat tergantung pada kedudukan perlapisan batuan sedimen disekitarnya. Dari ketebalannya yang seragam dan penyebarannya yang luas, maka sill dipercaya bahwa terbentuk dari magma yang sangat encer. Jadi pada umumnya sill disusun oleh magma basaltik. Selain itu sill pada umumnya terbentuk pada tempat yang relatif dangkal dimana tekanan yang dibentuk oleh batuan sedimen yang diterobosnya relatif kecil.
Lakolit merupakan batuan beku konkordan seperti sill yang terbentuk pada lingkungan dekat permukaan. Tetapi magma yang membentuk lakolit lebih kental. Tubuh lakolit terbentuk seperti lensa cembung ke atas. Lakolit pada umunya merupakan inti dari struktur kubah yang akan tersingkap apabila batuan sedimen yang menutupi diatasnya tererosi.
Batolit merupakan tubuh batuan beku diskordan yang sangat besar, dengan diameter lebih dari 40.000 km2. Batuan yang menyusun batolit biasanya mempunyai komposisi mineral yang mendekati tipe granitik. Batolit yang besar merupakan hasil dari kejadian yang berlangsung sangat lama lebih dari jutaan tahun, tetapi tubuh batolit yang relatif kecil umumnya disusun oleh satu tipe batuan beku. Batolit biasanya merupakan inti dari suatu sistem pegunungan. Atap batolit bentuknya tidak teratur. Bagian atap batolit yang cekung dinamakan roofpendant.
Aktivitas Magma dan Plate Tectonic
Asal magma merupakan topik yang sangat kontroversial dalam geologi. Pertanyaan-pertanyaan yang selalu muncul adalah bagaimana magma yang mempunyai komposisi berbeda terbentuk ? Mengapa gunung api yang berada di dasar samudera mengeluarkan lava basaltik, sedang yang berhubungan dengan palung laut menghasilkan lava andesitik ? Masih banyak lagi pertanyaan yang berkaitan dengan aktivitas magma terutama yang muncul ke permukaan.
Untuk menjawab semua pertanyaan tersebut akan dibahas pertama kali asal-usul dari magma.
Asal Usul Magma
Seperti yang telah diketahui bahwa magma terbentuk apabila batuan dipanaskan hingga mencapai titik leburnya. Pada kondisi permukaan, batuan dengan komposisi granitik mulai melebur pada temperatur sekitar 750oC, sedangkan batuan basaltik mencapai temperatur 1000oC. Karena batuan mempunyai komposisi mineral yang sangat bervariasi, maka batuan akan melembur dengan sempurna dengan perbedaan temperatur sampai beberapa ratus derajat dari pertama kali batuan mulai melebur. Cairan yang pertama terbentuk pada waktu batuan mengalami pemanasan yang tinggi adalah mineral yang mempunyai titik lebur terendah. Bila pemanasan berlangsung terus, maka proses peleburan akan berlangsung terus mengikuti masing-masing titik lebur mineral yang menyusun batuan tersebut, sampai komposisi cairan mendekati komposisi batuan asalnya. Tetapi kadang-kadang proses peleburan ini tidak berlangsung sempurna. Proses peleburan yang bertahap ini disebut partial melting. Hasil yang signifikan dari proses partial melting adalah dihasilkannya cairan magma dengan kandungan silika yang lebih tinggi daripada batuan asalnya.
Darimana sumber panas yang melebur batuan ? Salah satu sumber panas yang berasal dari peluruhan mineral radioaktif yang terkonsentrasi pada mantel bumi bagian atas dan kerak bumi. Pekerja-pekerja tambang bawah tanah juga sudah lama mengetahui bahwa temperatur meningkat dengan bertambahnya kedalaman.
Jika temperatur merupakan satu-satunya yang menentukan apakah batuan akan meleleh atau tidak, maka bumi merupakan suatu bola pijar yang dilapisi oleh lapisan padat yang tipis. Tetapi ternyata tekanan juga bertambah besar sesuai dengan kedalaman. Karena batuan mengembang pada waktu dipanaskan, maka diperlukan tambahan panas untuk melelehkan batuan yang ditutupinya untuk mengatasi efek dari tekanan disekitarnya. Titik lebur batuan akan meningkat dengan meningkatnya tekanan.
Di alam, batuan yang dalam akan melebur oleh salah satu sebab dari dua faktor, yaitu pertama, batuan akan melebur karena temperatur naik melebihi titik lebur batuan tersebut. Kedua tanpa kenaikan temperatur, pengurangan tekanan disekitar batuan akan menyebabkan titik lebur batuan turun. Kedua proses tersebut merupakan faktor yang memegang peranan penting dalam proses pembentukan magma.
Penyebaran Aktivitas Magma
Sebagian besar dari lebih 600 gunung api aktif yang telah diketahui terletak disepanjang busur pertemuan lempeng konvergen. Beberapa gunung api aktif terletak disepanjang pemekaran samudera. Ada tiga jalur gunung api aktif yang berhubungan dengan aktivitas tektonik global, yaitu disepanjang pematang oceanic, palung oceanic dan pada kerak oceanicnya sendiri.
Volkanisme pada sperading center. Batuan voklanik sebagian besar terbentuk disepanjang pematang benua dan pemekaran benua sangat aktif. Karena adanya pemisahan kerak samudera, maka tekanan pada mantel bagian atas berkurang. Berkurangnya tekanan ini menyebabkan turunnya titik lebur batuan. Partial melting batuan ini menghasilkan magma basaltik yang mengalir keluar melalui rekahan tadi.
Volkanisme pada zona subduksi. Aktivitas volkanisme pada daerah ini menghasilkan batuan yang berkomposisi andesitik sampai granitik, dan terbentuk disepanjang tepi kerak samudera. Sebagian besar volkanisme yang menghasilkan magma andesitik dijumpai di daratan atau pulau-pulau dekat dengan jalur palung laut. Jalur gunung api Meriterane dan Pasifik merupakan jalur gunung api yang dihasilkan pada zona subduksi.
Volkanisme pada kerak bumi. Proses aktivitas volkanik pada kerak yang tegar biasanya sangat sulit terjadi. Aktivitas volkanisme ini dapat menghasilkan lava basaltik, maupun lava granitik. Lava basaltik dapat terbentuk baik pada kerak benua maupun oseanik. Lava basaltik kemungkinan berasal dari partial melting batuan mantel bagian atas.
Lava granitik dan debu volkanik dengan komposisi granitik umumnya terbentuk pada daratan tepi benua. Lava jenis ini kemungkinan berasal dari pelelehan kerak benua.
Dikutip dari ESSENTIALS OF GEOLOGY oleh Frederick K. Lutgens & Edward J. Tarbuck
Aktivitas gunung merupakan pencerminan dari aktivitas magma yang terdapat di dalam bumi.
Aktivitas Volkanik
Aktivitas volkanik pada umumnya digambarkan sebagai proses yang menghasilkan gambaran yang menakjubkan, atau kadang menakutkan dari suatu bentuk struktur kerucut yang secara periodik melakukan erupsinya. Erupsi dari gunung api ini kadang –kadang merupakan letusan yang sangat hebat (eksplosif), tetapi kadang-kadang berlangsung dengan tenang. Faktor utama yang mengontrol macam erupsi gunung api adalah komposisi magma, temperatur magma dan kandungan gas yang terdapat dalam magma. Faktor-faktor tersebut sangat mempengaruhi mobilitas dari magma , atau sering disebut viskositas (kekentalan) magma. Semakin kental magma, semakin sulit magma untuk mengalir.
Komposisi kimia magma telah diuraikan pada bab sebelumnya dengan klasifikasi batuan beku. Satu faktor utama yang membedakan antara bermacam-macam batuan beku dan juga antara macam magma asala ialah kandungan unsur silika (SiO2). Magma pembentuk batuan beku basaltik mengandung kira-kira 50% silika. Batuan beku granitik mengandung sekitar 70% silika, sedang batuan beku menengah mengandung sekitar 60% silika. Jadi dapat dikatakan bahwa viskositas magma sangat berhubungan dengan kandungan silikanya. Semakin tinggi kandungan silikanya, maka magma semakin viskos dan aliran magma akan semakin lambat. Hal ini disebabkan karena molekul-molekul silika terangkai dalam bnetuk rantai yang panjang, walaupun belum mengalami kristalisasi.
Akibatnya, karena lava basaltik mengandung silika yang rendah, maka lava basaltik cenderung bersifat encer dan mudah mengalir,
sedangkan lava granitik relatif sangat kental dan sulit mengalir walaupun pada temperatur tinggi.
Tabel. Bermacam-macam sifat magma karena perbedaan komposisi.
Sifat Magma Basaltik Andesitik Granitik
Kandungan silika Kecil (+50%) Menengah (+60%) Tinggi (+70%)
Viskositas Rendah Menengah Tinggi
Kecenderungan Membentuk Lava Tinggi Menengah Rendah
Kecenderungan Membentuk Piroklastik Rendah Menengah Tinggi
Titik Lebur Tinggi Menengah Rendah
Kandungan gas dalam magma juga akan berpengaruh terhadap mobilitas dari magma. Keluarnya gas dari magma menyebabkan magma menjadi semakin kental. Keluarnya gas ini dapat pula menyebabkan tekanan yang cukup kuat untuk keluarnya magma melalui lubang kepundan. Pada waktu magma bergerak naik ke atas mendekati permukaan pada gunung api, tekanan pada bagian magma yang paling atas akan berkurang. Berkurangnya tekanan akan mengakibatkan lepasnya gas dari magma dengan cepat. Pada temperatur tinggi dan tekanan yang rendah, memungkinkan gas untuk mengembangkan volumenya sampai beberapa kali dari volumenya mula-mula. Magma basaltik yang kandungan gasnya cukup besar, memungkinkan gas tersebut untuk keluar melalui lubang kepundan gunung api dengan relatif mudah. Keluarnya gas tersebut dapat membawa lava yang disemburkan sampai bermeter-meter tingginya. Sedangkan pada magma yang kental, keluarnya gas tidak mudah, tetapi gas tersebut akan berkumpul pada kantong-kantong dalam magma yang menyebabkan tekanan meningkat besar sekali. Tekanan yang besar ini akan dikeluarkan dengan letusan yang hebat dengan membawa material yang setengah padat dan padat melalui lobang kawah gunung api. Jadi besarnya gas yang keluar dari magma akan sangat mempengaruhi sifat erupsi gunung api.
Material Erupsi Gunung Api
Material yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsi bisa berupa lava, gas ataupun material piroklastik. Tiap gunung api mempunyai karakteristik tersendiri mengenai material yang dikeluarkan selama erupsinya.
Aliran Lava
Pada umumnya aliran lava terjadi pada lava basaltik yang bersifat cair karena kandungan silikanya relatif kecil. Lava basaltik akan mengalir dengan mudah pada daerah yang luas atau kadang-kadang menyerupai bentuk lidah. Ada kalanya aliran lava basaltik bisa mencapai puluhan kilimeter dengan kecepatan aliran antara 10 sampai 300 meter per jam. Sebaliknya aliran lava yang kaya silika sangat lambat sekali.
Aliran lava basaltik, kadang-kadang menghasilkan permukaan yang halus, tetapi juga kadang-kadang menghasilkan permukaan yang berkerut seperti bentuk tali. Bentuk lava yang demikian disebut dengan pahoehoe lava atau ropy lava. Bentuk lain yang juga umum terjadi adalah permukaan yang kasar, berbentuk blok-blok dengan tepi yang tajam, disebut dengan blok lava atau aa lava. Aliran dari aa lava biasanya tebal dan dingin, dengan kecepatan aliran sekitar 5 sampai 50 meter per jam. Blok lava ini terjadikarena bagian luar lava yang relatif cepat membeku, tetapi di bagian dalamnya relatif masih cair dan terus mengalir. Akibat aliran lava di bagian dalam ini akan menyebabkan bagian luar yang sudah membeku terpengaruh oleh aliran ini sehingga mengalami retakan dan membentuk blok-blok. Selain pada permukaannya juga terbentuk lubang-lubang bekas keluarnya gas.
Gas
Magma mengandung bermacam gas yang jumlahnya kira-kira 1 sampai 5% dari berat total, dan sebagian besar merupakan uap air.meskipun persentasenya kecil, tetapi jumlah gas yang dikeluarkan bisa mencapai ribuan ton per hari. Komposisi gas yang dikeluarkan dalam aktivitas gunung api mengandung 70% uap air, 15% karbon diosida, 5% nitrogen, 5% sulfur dan sisanya terdiri dari klorida, hidrogen dan argon.
Material Piroklastik
Material padat dan setengah padat yang dikeluarkan oleh gunung api pada waktu erupsinya disebut material piroklastik. Material fragmental ini mempunyai ukuran dari sangat halus sampai diameter beberapa meter. Sebagian besar material yang dikeluarkan ini diendapkan disekitar kawah, sehingga membentuk struktur kerucut gunung api.
Karena material piroklastik mempunyai ukuran fragmen yang sangat bervariasi, maka material piroklastik dapat dikelompokkan berdasarkan ukurannya. Partikel-partikel yang berukuran sangat halus disebut debu vulkanik (volcanic ash).
Material ini terbentuk bila lava banyak mengandung banyak gas di dalamnya. Bila gas yang panas ini dieksplosifkan keluar, maka lava akan terurai menjadi partikel-partikel yang halus. Hal semacam ini bila dikeluarkan dalam ukuran yang relatif besar akan membentuk pumis. Bila debu volkanik yang panas ini jatuh di permukaan bumi, akan membentuk welded tuff, yang dicirikan adanya glass shard.
Partikel yang berukuran seperti kacang disebut lapilli, sedang partikel atau material piroklastik yang berukuran lebih besar dari lapilli disebut block bila dikeluarkan dari gunung api dalam keadaan padat, sehingga bentuknya meruncing. Sedang bila dikeluarkan dalam keadaan setengah padat sehingga bentuknya relatif membundar disebut bomb.
Gunung Api dan Erupsi Gunung Api
Erupsi gunung api yang berkelanjutan, akan menghasilkan material-material yang terkumpul di sekitar pusat erupsinya dan membentuk gunung api (volkano). Pusat erupsi gunung api yang biasanya terletak pada puncaknya disebut crater (kawaH0, berhubungan dengan dapur magma melalui semacam pipa. Beberapa gunung api mempunyai kawah yang sangat besar sampai beberapa kilometer diameternya yang disebut kaldera. Tidak semua gunung api mengeluarkan hasil erupsinya melalui lubang yang terpusat, tetapi kadang-kadang melalui suatu celah yang memanjang pada lerang gunung api tersebut. Aktivitas magma pada lereng gunung api membentik parasitik cone.
Setiap gunung api mempunyai sifat dan tipe erupsi yang berbeda-beda, sehingga masing-masing mempunyai bentuk yang berbeda pula. Berdasarkan sifat dan tipenya, maka gunung api dapat dibedakan menjadi tiga yaitu gunung api shield, cinder cone dan composit cone.
Kaldera diperkirakan terbentuk pada waktu terjadi erupsi yang sangat besar, sehingga dapur magma kosong. Kemudian karena kosongnya dapur magma, puncak gunung api tersebut runtuh ke dalam dapur magma sehingga membentuk lubang kawah yang sangat besar.
Erupsi celah (Fissure Erupsions)
Aktivitas erupsi gunung api melalui celah yang memanjang disebut fissure. Erupsi yang demikian akan menyebabkan penyebaran material volkanik sangat luas. Apabila material yang dikeluarkan merupakan lava basalt yang encer, akan membentuk flood basalt, yang dapat mengalir sampai berkilometer jauhnya.
Apabila lava yang dikeluarkan banyak mengandung silika, maka akan menghasilkan aliran piroklastik (pyroclastic flows) yang terdiri dari debu volkanik dan pumis.
Aktivitas Magma Dalam Bumi
Seperti telah diketahui dan dipercaya oleh sebagian besar orang, bahwa sebagian besar magma berada pada tempat yang sangat dalam. Mempelajari aktivitas magma di dalam bumi merupakan hal yang penting bagi ahli geologi seperti mempelajari aktivitas gunung api. Ada beberapa tipe dari bentuk tubuh batuan beku instrusif yang terbentuk pada waktu magma mengkristal di dalam bumi. Bentuk-bentuk tubuh tersebut ada yang tabular, dan ada pula yang masif. Selain itu sebagian tubuh batuan beku tersebut ada yang memotong perlapisan batuan sedimen dan ada pula yang menerobos diantara perlapisan batuan sedimen. Mengacu pada perbedaan-perbedaan tersebut, maka tubuh batuan beku dalam dapat digolongkan berdasarkan bentuknya apakah tabular atau masif, dan orientasinya terhadap batuan disekitarnya. Batuan beku dalam yang memotong batuan sedimen disebut diskordan, sedang yang sejajar dengan perlapisan batuan sedimen disebut konkordan.
Batuan beku intrusif mempunyai variasi ukuran dan bentuk yang sangat besar.
Dike adalah batuan beku diskordan yang dibentuk oleh magma yang menerobos melalui retakan yang memotong perlapisan batuan sedimen. Tubuh batuan yang berbentuk tabular ini mempunyai ketebalan dari beberapa sentimeter sampai lebih dari satu kilometer, dengan panjanh dapat sampai beberapa kilometer. Umumnya dike lebih resisten terhadap proses pelapukan daripada batuan disekitarnya.
Sill adalah batuan beku yang tabular yang berbentuk ketika magma menerobos melalui bidang perlapisan batuan sedimen. Pada umumnya batuan beku sill mendatar, tetapi sebenarnya kedudukan sill sangat tergantung pada kedudukan perlapisan batuan sedimen disekitarnya. Dari ketebalannya yang seragam dan penyebarannya yang luas, maka sill dipercaya bahwa terbentuk dari magma yang sangat encer. Jadi pada umumnya sill disusun oleh magma basaltik. Selain itu sill pada umumnya terbentuk pada tempat yang relatif dangkal dimana tekanan yang dibentuk oleh batuan sedimen yang diterobosnya relatif kecil.
Lakolit merupakan batuan beku konkordan seperti sill yang terbentuk pada lingkungan dekat permukaan. Tetapi magma yang membentuk lakolit lebih kental. Tubuh lakolit terbentuk seperti lensa cembung ke atas. Lakolit pada umunya merupakan inti dari struktur kubah yang akan tersingkap apabila batuan sedimen yang menutupi diatasnya tererosi.
Batolit merupakan tubuh batuan beku diskordan yang sangat besar, dengan diameter lebih dari 40.000 km2. Batuan yang menyusun batolit biasanya mempunyai komposisi mineral yang mendekati tipe granitik. Batolit yang besar merupakan hasil dari kejadian yang berlangsung sangat lama lebih dari jutaan tahun, tetapi tubuh batolit yang relatif kecil umumnya disusun oleh satu tipe batuan beku. Batolit biasanya merupakan inti dari suatu sistem pegunungan. Atap batolit bentuknya tidak teratur. Bagian atap batolit yang cekung dinamakan roofpendant.
Aktivitas Magma dan Plate Tectonic
Asal magma merupakan topik yang sangat kontroversial dalam geologi. Pertanyaan-pertanyaan yang selalu muncul adalah bagaimana magma yang mempunyai komposisi berbeda terbentuk ? Mengapa gunung api yang berada di dasar samudera mengeluarkan lava basaltik, sedang yang berhubungan dengan palung laut menghasilkan lava andesitik ? Masih banyak lagi pertanyaan yang berkaitan dengan aktivitas magma terutama yang muncul ke permukaan.
Untuk menjawab semua pertanyaan tersebut akan dibahas pertama kali asal-usul dari magma.
Asal Usul Magma
Seperti yang telah diketahui bahwa magma terbentuk apabila batuan dipanaskan hingga mencapai titik leburnya. Pada kondisi permukaan, batuan dengan komposisi granitik mulai melebur pada temperatur sekitar 750oC, sedangkan batuan basaltik mencapai temperatur 1000oC. Karena batuan mempunyai komposisi mineral yang sangat bervariasi, maka batuan akan melembur dengan sempurna dengan perbedaan temperatur sampai beberapa ratus derajat dari pertama kali batuan mulai melebur. Cairan yang pertama terbentuk pada waktu batuan mengalami pemanasan yang tinggi adalah mineral yang mempunyai titik lebur terendah. Bila pemanasan berlangsung terus, maka proses peleburan akan berlangsung terus mengikuti masing-masing titik lebur mineral yang menyusun batuan tersebut, sampai komposisi cairan mendekati komposisi batuan asalnya. Tetapi kadang-kadang proses peleburan ini tidak berlangsung sempurna. Proses peleburan yang bertahap ini disebut partial melting. Hasil yang signifikan dari proses partial melting adalah dihasilkannya cairan magma dengan kandungan silika yang lebih tinggi daripada batuan asalnya.
Darimana sumber panas yang melebur batuan ? Salah satu sumber panas yang berasal dari peluruhan mineral radioaktif yang terkonsentrasi pada mantel bumi bagian atas dan kerak bumi. Pekerja-pekerja tambang bawah tanah juga sudah lama mengetahui bahwa temperatur meningkat dengan bertambahnya kedalaman.
Jika temperatur merupakan satu-satunya yang menentukan apakah batuan akan meleleh atau tidak, maka bumi merupakan suatu bola pijar yang dilapisi oleh lapisan padat yang tipis. Tetapi ternyata tekanan juga bertambah besar sesuai dengan kedalaman. Karena batuan mengembang pada waktu dipanaskan, maka diperlukan tambahan panas untuk melelehkan batuan yang ditutupinya untuk mengatasi efek dari tekanan disekitarnya. Titik lebur batuan akan meningkat dengan meningkatnya tekanan.
Di alam, batuan yang dalam akan melebur oleh salah satu sebab dari dua faktor, yaitu pertama, batuan akan melebur karena temperatur naik melebihi titik lebur batuan tersebut. Kedua tanpa kenaikan temperatur, pengurangan tekanan disekitar batuan akan menyebabkan titik lebur batuan turun. Kedua proses tersebut merupakan faktor yang memegang peranan penting dalam proses pembentukan magma.
Penyebaran Aktivitas Magma
Sebagian besar dari lebih 600 gunung api aktif yang telah diketahui terletak disepanjang busur pertemuan lempeng konvergen. Beberapa gunung api aktif terletak disepanjang pemekaran samudera. Ada tiga jalur gunung api aktif yang berhubungan dengan aktivitas tektonik global, yaitu disepanjang pematang oceanic, palung oceanic dan pada kerak oceanicnya sendiri.
Volkanisme pada sperading center. Batuan voklanik sebagian besar terbentuk disepanjang pematang benua dan pemekaran benua sangat aktif. Karena adanya pemisahan kerak samudera, maka tekanan pada mantel bagian atas berkurang. Berkurangnya tekanan ini menyebabkan turunnya titik lebur batuan. Partial melting batuan ini menghasilkan magma basaltik yang mengalir keluar melalui rekahan tadi.
Volkanisme pada zona subduksi. Aktivitas volkanisme pada daerah ini menghasilkan batuan yang berkomposisi andesitik sampai granitik, dan terbentuk disepanjang tepi kerak samudera. Sebagian besar volkanisme yang menghasilkan magma andesitik dijumpai di daratan atau pulau-pulau dekat dengan jalur palung laut. Jalur gunung api Meriterane dan Pasifik merupakan jalur gunung api yang dihasilkan pada zona subduksi.
Volkanisme pada kerak bumi. Proses aktivitas volkanik pada kerak yang tegar biasanya sangat sulit terjadi. Aktivitas volkanisme ini dapat menghasilkan lava basaltik, maupun lava granitik. Lava basaltik dapat terbentuk baik pada kerak benua maupun oseanik. Lava basaltik kemungkinan berasal dari partial melting batuan mantel bagian atas.
Lava granitik dan debu volkanik dengan komposisi granitik umumnya terbentuk pada daratan tepi benua. Lava jenis ini kemungkinan berasal dari pelelehan kerak benua.
Dikutip dari ESSENTIALS OF GEOLOGY oleh Frederick K. Lutgens & Edward J. Tarbuck
Senin, 04 Juli 2011
Tambang Batubara ( coal mining )
Metode penambangan batubara sangat tergantung kepada :
1. Keadaan geologi daerah antara lain : sifat lapisan batuan penutup, batuan lantai batubara, struktur geologi
2. Keadaan lapisan batubara dan bentuk deposit
Pada dasarnya dikenal dua cara penambangan batubara yaitu :
1. Tambang Dalam (Underground)
Dilakukan pertama-tama dengan jalan membuat lubang persiapan baik berupa lubang sumuran ataupun berupa lubang mendatar atau menurun menuju ke lapisan batubara yang akan ditambang. Selanjutnya dibuat lubang bukaan pada lapisan batubaranya sendiri. Cara penambangannya sendiri dapat dilakukan :
a. Secara manual, yaitu menggunakan banyak alat yang memakai kekuatan tenaga manusia
b. Secara mekanis, yaitu mempergunakan alat sederhana sampai menggunakan system elektronis dengan pengendalian jarak jauh
2. Tambang Terbuka
Dilakukan pertama-tama dengan mengupas lapisan tanah penutup. Pada saat ini metode penambangan mana yang akan dipilih dan kemungkinan mendapatkan peralatan tidak mengalami masalah. Peralatan yang ada sekarang dapat dimodifikasi sehingga berfungsi ganda. Perlu diketahui bahwa berbagai jenis batubara memerlukan jenis dan peralatan yang berbeda pula. Mesin-mesin tambang modern sudah dapat digunakan untuk kegiatan penambangan dengan jangkauan kerja yang lebih luas dan mampu melaksanakan berbagai macam pekerjaan tanpa perlu dilakukan perubahan dan modifikasi besar. Pemilihan metode panambangan batubara baik yang akan ditambang secara tambang dalam ataupun tambang terbuka ditentukan oleh factor :
a. Biaya penambangan
b. Batubara yang dapat diambil (coal recovery)
c. Pengotoran hasil produksi oleh batuan ikutan
Dalam memperhitungkan biaya penambangan dengan metode tambang terbuka harus termasuk juga biaya pembuangan tanah penutup batubara sampai pada kemiringan lereng yang seaman mungkin (slope angle). Perbandingan antara lapisan batuan tanah penutup dengan batubara merupakan factor penentu dalam memilih metode penambangan, untuk itu perlu dihitung terlebih dahulu break even stripping ratio, yaitu perbandingan antara selisih biaya untuk penambangan satu ton batubara secara tambang dalam dan tambang terbuka dibagi dengan biaya pembuangan setiap ton tanah penutup lapisan batubara.
Contoh :
Suatu rencana penambangan batubara diperhitungkan apabila dilaksanakan secara tambang dalam memerlukan biaya Rp. 20.000,- setiap tonnya. Apabila dilakukan secara tambang terbuka Rp. 8.000,-, sedang biaya pengupasan tanah penutup pada tambang terbuka adalah Rp. 2.000,- per tonnya. Stripping ratio antara tambang terbuka yang menghasilkan perbedaan biaya impas (break even cost) dengan penambangan secara tambang dalam adalah :
20.000 - 8.000
break even stripping ratio = ---------------------- = 6
2.000
Dengan demikian break even stripping ratio adalah 6 : 1, yang berarti bahwa untuk mengambil 1 ton batubara maksimum jumlah tanah penutup harus dibuang adalah 6 ton. Dengan demikian maka cara penambangannya sudah harus ditinjau kembali karena dianggap secara ekonomis sudah tidak menguntungkan lagi.
A. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG TERBUKA
Kelebihan tambang terbuka dibandingkan dengan tambang dalam adalah :
a. Relative lebih aman
b. Relative lebih sederhana
c. Mudah pengawasannya
Pada saat ini sebagian besar penambangan batubara dilakukan dengan metode tambang terbuka, lebih-lebih setelah digunakannya alat-alat besar yang mempunyai kapasitas muat dan angkut yang besar untuk membuang lapisan tanah penutup batubara. Dengan demikian pekerjaan pembuangan lapisan tanah penutup batubara menjadi lebih murah dan menekan biaya ekstraksi batubara. Selain itu prosentase batubara yang diambil jauh lebih besar dibanding dengan batubara yang dapat diekstraksi dengan cara tambang dalam. Penambangan batubara dengan metode tambang terbuka saat ini diperoleh 85% dari total mineable reserve, sedang dengan metode tambang dalam paling besar hanya 50% saja. Walaupun demikian penambangan secara tambang terbuka mempunyai keterbatasan yaitu :
a. Dengan peralatan yang ada pada saat sekarang ini keterbatasan kedalaman lapisan batubara yang dapat ditambang.
b. Pertimbangan ekonomis antara biaya pembuangan batuan penutup dengan biaya pengambilan batubara
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka tergantung pada letak dan kemiringan serta banyaknya lapisan batubara dalam satu cadangan. Disamping itu metode tambang terbuka dapat dibedakan juga dari cara pemakaian alat dan mesin yang digunakan dalam penambangan.
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka adalah :
1. Contour mining
Tipe penambangan ini pada umumnya dilakukan pada endapan batubara yang terdapat di pegunungan atau perbukitan. Penambangan batubara dimulai pada suatu singkapan lapisan batubara dipermukaan atau cropline dan selanjutnya mengikuti garis contour sekeliling bukit atau pegunungan tersebut. Lapisan batuan penutup batubara dibuang kearah lereng bukit dan selanjutnya batuan yang telah tersingkap diambil dan diangkut. Kegiatan penambangan berikutnya dimulai lagi seperti tersebut diatas pada lapisan batubara yang lain sampai pada suatu ketebalan lapisan penutup batubara yang menentukan batas limit ekonominya atau sampai batas maksimum kedalaman dimana peralatan tambang tersebut dapat bekerja. Batas ekonomis ini ditentukan oleh beberapa variable antara lain :
a. Ketebalan lapisan batubara
b. Kualitas
c. Pemasaran
d. Sifat dan keadaan lapisan batuan penutup
e. Kemampuan peralatan yang digunakan
f. Persyaratan reklamasi
Peralatan yang digunakan untuk cara penambangan ini pada umumnya memakai peralatan yang mempunyai mobilitas tinggi atau dikenal mobile equipment. Alat-alat besar seperti :
a. Alat muat : wheel loader, track loader, face shovel, back hoe
b. Alat angkut jarak jauh : off highway dump truck
c. Alat angkut jarak dekat : scraper
Alat-alat tersebut dipergunakan untuk pekerjaan pembuangan lapisan penutup batubara, sedangkan untuk pengambilan batubaranya dapat digunakan dengan alat yang sama atau yang lebih kecil tergantung tingkat produksinya. Kapasitas alat angkut berupa off highway dump truck antara 18 ton sampai 170 ton. Di Indonesia, tipe contour mining diterapkan antara lain di tambang batubara Ombilin Sawah Lunto Sumatera Barat.
Ditempat ini penambangan secara besar-besaran telah dimulai sejak tahun 1977 dengan menggunakan mobile equipment berupa alat muat yang terdiri dari front end loader berkapasitas 5-6 m3 dan face shovel 7 m3, sedang untuk alat angkut digunakan off highway dump truck berkapasitas 35 ton dan 50 ton, selain itu dipergunakan scrapper kapasitas 15 m3. Mengingat batuan penutupnya sangat keras maka digunakan peledakan, dengan menggunakan beberapa unit alat bor drill blasthole machine yang mempunyai kemampuan bor berdiameter sampai 6 inches, sedangkan bahan peledaknya dipergunakan ammonium nitrat dan solar (ANFO). Pengekstraksian batubara digunakan excavator berukuran 4 m3 dengan alat angkut berupa coal houler kapasitas 18 ton.
2. Open Pit Mining
Open pit mining adalah cara penambangan secara terbuka dalam pengertian umum. Apabila hal ini diterapkan pada endapan batubara dilakukan dengan jalan membuang lapisan batuan penutup sehingga lapisan batubaranya tersingkap dan selanjutnya siap untuk diekstraksi. Peralatan yang dipakai pada penambangan secara open pit dapat bermacam-macam tergantung pada jenis dan keadaan batuan penutup yang akan dibuang. Dalam memilih peralatan perlu dipertimbangkan :
a. Kemiringan lapisan batuan
Pada lapisan dengan kemiringan cukup tajam pembuangan lapisan tanah penutup dapat menggunakan alat muat baik berupa face shovel, front end loader atau alat muat lainnya
b. Masa operasi tambang
Penambangan tipe open pit biasanya dilakukan pada endapan batubara yang mempunyai lapisan tebal atau dalam dan dilakukan dengan menggunakan beberapa bench. Peralatan yang digunakan untuk pembuangan lapisan tanah penutup batubara dapat dibedakan sebagai berikut :
1. Peralatan yang bersifat mobile antara lain track shovel, front end loader, bulldozer, scrapper
2. Peralatan yang bersifat bekerja secara continue membuang lapisan tanah penutup tanpa dibantu alat angkut.
3. Stripping Mining
Tipe penambangan terbuka yang diterapkan pada endapan batubara yang lapisannya datar atau dekat dengan permukaan tanah. Alat yang digunakan dapat berupa alat yang sifatnya mobile atau alat penggalian yang dapat membuang sendiri. Penambangan batubara yang akan dilakukan diwilayah kontraktor tambang batubara Kalimantan akan dimulai dengan cara tambang terbuka yang memakai alat kerja bersifat mobile.
B. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG DALAM
Pada penambangan batubara dengan metode tambang dalam yang terpenting adalah bagaimana mempertahankan lubang bukaan seaman mungkin agar terhindar dari kemungkinan :
1. Keruntuhan atap batuan
2. Ambruknya dinding bukaan lubang (rib spalling)
3. Penggelembungan lantai lapisan batubara (floor heave)
Kejadian tersebut diatas disebabkan oleh terlepasnya energy yang tersimpan secara alamiah dalam endapan batubara. Energy yang terpendam tersebut merupakan akibat terjadinya perubahan atau deformasi bentuk endapan batubara selama berlangsungnya pembentukan deposit tersebut. Pelepasan energy tersebut disebabkan oleh adanya perubahan keseimbangan tegangan yang terdapat pada massa batuan akibat dilakukannya kegiatan pembuatan lubang-lubang bukaan tambang. Disamping itu kegagalan dapat disebabkan batuan dan batubara itu tidak mempunyai daya penyangga disamping factor-faktor alami dari keadaan geologi endapan batubara.
Penambangan batubara secara tambang dalam kenyataannya sangat ditentukan oleh cara mengusahakan agar lubang bukaan dapat dipertahankan selama mungkin pada saat berlangsungnya penambangan batubara dengan biaya rendah atau seekonomis mungkin. Untuk mencapai keinginan tersebut maka pada setiap pembuatan lubang bukaan selalu diusahakan agar :
1. Kemampuan penyangga dari atap lapisan
2. Kekuatan lantai lapisan batubara
3. Kemampuan daya dukung pillar penyangga
Dimanfaatkan semaksimal mungkin. Namun apabila cara manfaat sifat alamiah tersebut sulit dicapai maka beberapa cara penyanggaan batuan telah diciptakan oleh ahli tambang. Metode panambangan secara tambang dalam pada garis besarnya dapat dibedakan yaitu :
a. Room and Pillar atau disebut pula Board and Pillar
b. Longwall
Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri terutama pada keadaan endapan batubara yang dihadapi disamping factor lainnya yang perlu diperhatikan dalam pemilihan metode penambangan tersebut.
1. Keadaan geologi daerah antara lain : sifat lapisan batuan penutup, batuan lantai batubara, struktur geologi
2. Keadaan lapisan batubara dan bentuk deposit
Pada dasarnya dikenal dua cara penambangan batubara yaitu :
1. Tambang Dalam (Underground)
Dilakukan pertama-tama dengan jalan membuat lubang persiapan baik berupa lubang sumuran ataupun berupa lubang mendatar atau menurun menuju ke lapisan batubara yang akan ditambang. Selanjutnya dibuat lubang bukaan pada lapisan batubaranya sendiri. Cara penambangannya sendiri dapat dilakukan :
a. Secara manual, yaitu menggunakan banyak alat yang memakai kekuatan tenaga manusia
b. Secara mekanis, yaitu mempergunakan alat sederhana sampai menggunakan system elektronis dengan pengendalian jarak jauh
2. Tambang Terbuka
Dilakukan pertama-tama dengan mengupas lapisan tanah penutup. Pada saat ini metode penambangan mana yang akan dipilih dan kemungkinan mendapatkan peralatan tidak mengalami masalah. Peralatan yang ada sekarang dapat dimodifikasi sehingga berfungsi ganda. Perlu diketahui bahwa berbagai jenis batubara memerlukan jenis dan peralatan yang berbeda pula. Mesin-mesin tambang modern sudah dapat digunakan untuk kegiatan penambangan dengan jangkauan kerja yang lebih luas dan mampu melaksanakan berbagai macam pekerjaan tanpa perlu dilakukan perubahan dan modifikasi besar. Pemilihan metode panambangan batubara baik yang akan ditambang secara tambang dalam ataupun tambang terbuka ditentukan oleh factor :
a. Biaya penambangan
b. Batubara yang dapat diambil (coal recovery)
c. Pengotoran hasil produksi oleh batuan ikutan
Dalam memperhitungkan biaya penambangan dengan metode tambang terbuka harus termasuk juga biaya pembuangan tanah penutup batubara sampai pada kemiringan lereng yang seaman mungkin (slope angle). Perbandingan antara lapisan batuan tanah penutup dengan batubara merupakan factor penentu dalam memilih metode penambangan, untuk itu perlu dihitung terlebih dahulu break even stripping ratio, yaitu perbandingan antara selisih biaya untuk penambangan satu ton batubara secara tambang dalam dan tambang terbuka dibagi dengan biaya pembuangan setiap ton tanah penutup lapisan batubara.
Contoh :
Suatu rencana penambangan batubara diperhitungkan apabila dilaksanakan secara tambang dalam memerlukan biaya Rp. 20.000,- setiap tonnya. Apabila dilakukan secara tambang terbuka Rp. 8.000,-, sedang biaya pengupasan tanah penutup pada tambang terbuka adalah Rp. 2.000,- per tonnya. Stripping ratio antara tambang terbuka yang menghasilkan perbedaan biaya impas (break even cost) dengan penambangan secara tambang dalam adalah :
20.000 - 8.000
break even stripping ratio = ---------------------- = 6
2.000
Dengan demikian break even stripping ratio adalah 6 : 1, yang berarti bahwa untuk mengambil 1 ton batubara maksimum jumlah tanah penutup harus dibuang adalah 6 ton. Dengan demikian maka cara penambangannya sudah harus ditinjau kembali karena dianggap secara ekonomis sudah tidak menguntungkan lagi.
A. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG TERBUKA
Kelebihan tambang terbuka dibandingkan dengan tambang dalam adalah :
a. Relative lebih aman
b. Relative lebih sederhana
c. Mudah pengawasannya
Pada saat ini sebagian besar penambangan batubara dilakukan dengan metode tambang terbuka, lebih-lebih setelah digunakannya alat-alat besar yang mempunyai kapasitas muat dan angkut yang besar untuk membuang lapisan tanah penutup batubara. Dengan demikian pekerjaan pembuangan lapisan tanah penutup batubara menjadi lebih murah dan menekan biaya ekstraksi batubara. Selain itu prosentase batubara yang diambil jauh lebih besar dibanding dengan batubara yang dapat diekstraksi dengan cara tambang dalam. Penambangan batubara dengan metode tambang terbuka saat ini diperoleh 85% dari total mineable reserve, sedang dengan metode tambang dalam paling besar hanya 50% saja. Walaupun demikian penambangan secara tambang terbuka mempunyai keterbatasan yaitu :
a. Dengan peralatan yang ada pada saat sekarang ini keterbatasan kedalaman lapisan batubara yang dapat ditambang.
b. Pertimbangan ekonomis antara biaya pembuangan batuan penutup dengan biaya pengambilan batubara
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka tergantung pada letak dan kemiringan serta banyaknya lapisan batubara dalam satu cadangan. Disamping itu metode tambang terbuka dapat dibedakan juga dari cara pemakaian alat dan mesin yang digunakan dalam penambangan.
Beberapa tipe penambangan batubara dengan metode tambang terbuka adalah :
1. Contour mining
Tipe penambangan ini pada umumnya dilakukan pada endapan batubara yang terdapat di pegunungan atau perbukitan. Penambangan batubara dimulai pada suatu singkapan lapisan batubara dipermukaan atau cropline dan selanjutnya mengikuti garis contour sekeliling bukit atau pegunungan tersebut. Lapisan batuan penutup batubara dibuang kearah lereng bukit dan selanjutnya batuan yang telah tersingkap diambil dan diangkut. Kegiatan penambangan berikutnya dimulai lagi seperti tersebut diatas pada lapisan batubara yang lain sampai pada suatu ketebalan lapisan penutup batubara yang menentukan batas limit ekonominya atau sampai batas maksimum kedalaman dimana peralatan tambang tersebut dapat bekerja. Batas ekonomis ini ditentukan oleh beberapa variable antara lain :
a. Ketebalan lapisan batubara
b. Kualitas
c. Pemasaran
d. Sifat dan keadaan lapisan batuan penutup
e. Kemampuan peralatan yang digunakan
f. Persyaratan reklamasi
Peralatan yang digunakan untuk cara penambangan ini pada umumnya memakai peralatan yang mempunyai mobilitas tinggi atau dikenal mobile equipment. Alat-alat besar seperti :
a. Alat muat : wheel loader, track loader, face shovel, back hoe
b. Alat angkut jarak jauh : off highway dump truck
c. Alat angkut jarak dekat : scraper
Alat-alat tersebut dipergunakan untuk pekerjaan pembuangan lapisan penutup batubara, sedangkan untuk pengambilan batubaranya dapat digunakan dengan alat yang sama atau yang lebih kecil tergantung tingkat produksinya. Kapasitas alat angkut berupa off highway dump truck antara 18 ton sampai 170 ton. Di Indonesia, tipe contour mining diterapkan antara lain di tambang batubara Ombilin Sawah Lunto Sumatera Barat.
Ditempat ini penambangan secara besar-besaran telah dimulai sejak tahun 1977 dengan menggunakan mobile equipment berupa alat muat yang terdiri dari front end loader berkapasitas 5-6 m3 dan face shovel 7 m3, sedang untuk alat angkut digunakan off highway dump truck berkapasitas 35 ton dan 50 ton, selain itu dipergunakan scrapper kapasitas 15 m3. Mengingat batuan penutupnya sangat keras maka digunakan peledakan, dengan menggunakan beberapa unit alat bor drill blasthole machine yang mempunyai kemampuan bor berdiameter sampai 6 inches, sedangkan bahan peledaknya dipergunakan ammonium nitrat dan solar (ANFO). Pengekstraksian batubara digunakan excavator berukuran 4 m3 dengan alat angkut berupa coal houler kapasitas 18 ton.
2. Open Pit Mining
Open pit mining adalah cara penambangan secara terbuka dalam pengertian umum. Apabila hal ini diterapkan pada endapan batubara dilakukan dengan jalan membuang lapisan batuan penutup sehingga lapisan batubaranya tersingkap dan selanjutnya siap untuk diekstraksi. Peralatan yang dipakai pada penambangan secara open pit dapat bermacam-macam tergantung pada jenis dan keadaan batuan penutup yang akan dibuang. Dalam memilih peralatan perlu dipertimbangkan :
a. Kemiringan lapisan batuan
Pada lapisan dengan kemiringan cukup tajam pembuangan lapisan tanah penutup dapat menggunakan alat muat baik berupa face shovel, front end loader atau alat muat lainnya
b. Masa operasi tambang
Penambangan tipe open pit biasanya dilakukan pada endapan batubara yang mempunyai lapisan tebal atau dalam dan dilakukan dengan menggunakan beberapa bench. Peralatan yang digunakan untuk pembuangan lapisan tanah penutup batubara dapat dibedakan sebagai berikut :
1. Peralatan yang bersifat mobile antara lain track shovel, front end loader, bulldozer, scrapper
2. Peralatan yang bersifat bekerja secara continue membuang lapisan tanah penutup tanpa dibantu alat angkut.
3. Stripping Mining
Tipe penambangan terbuka yang diterapkan pada endapan batubara yang lapisannya datar atau dekat dengan permukaan tanah. Alat yang digunakan dapat berupa alat yang sifatnya mobile atau alat penggalian yang dapat membuang sendiri. Penambangan batubara yang akan dilakukan diwilayah kontraktor tambang batubara Kalimantan akan dimulai dengan cara tambang terbuka yang memakai alat kerja bersifat mobile.
B. METODE PENAMBANGAN SECARA TAMBANG DALAM
Pada penambangan batubara dengan metode tambang dalam yang terpenting adalah bagaimana mempertahankan lubang bukaan seaman mungkin agar terhindar dari kemungkinan :
1. Keruntuhan atap batuan
2. Ambruknya dinding bukaan lubang (rib spalling)
3. Penggelembungan lantai lapisan batubara (floor heave)
Kejadian tersebut diatas disebabkan oleh terlepasnya energy yang tersimpan secara alamiah dalam endapan batubara. Energy yang terpendam tersebut merupakan akibat terjadinya perubahan atau deformasi bentuk endapan batubara selama berlangsungnya pembentukan deposit tersebut. Pelepasan energy tersebut disebabkan oleh adanya perubahan keseimbangan tegangan yang terdapat pada massa batuan akibat dilakukannya kegiatan pembuatan lubang-lubang bukaan tambang. Disamping itu kegagalan dapat disebabkan batuan dan batubara itu tidak mempunyai daya penyangga disamping factor-faktor alami dari keadaan geologi endapan batubara.
Penambangan batubara secara tambang dalam kenyataannya sangat ditentukan oleh cara mengusahakan agar lubang bukaan dapat dipertahankan selama mungkin pada saat berlangsungnya penambangan batubara dengan biaya rendah atau seekonomis mungkin. Untuk mencapai keinginan tersebut maka pada setiap pembuatan lubang bukaan selalu diusahakan agar :
1. Kemampuan penyangga dari atap lapisan
2. Kekuatan lantai lapisan batubara
3. Kemampuan daya dukung pillar penyangga
Dimanfaatkan semaksimal mungkin. Namun apabila cara manfaat sifat alamiah tersebut sulit dicapai maka beberapa cara penyanggaan batuan telah diciptakan oleh ahli tambang. Metode panambangan secara tambang dalam pada garis besarnya dapat dibedakan yaitu :
a. Room and Pillar atau disebut pula Board and Pillar
b. Longwall
Kedua metode tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri terutama pada keadaan endapan batubara yang dihadapi disamping factor lainnya yang perlu diperhatikan dalam pemilihan metode penambangan tersebut.
GENESA BATU GAMPING
Batu gamping adalah merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan oleh sector industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan bangunan, batu bangunan, bahan penstabil jalan raya, pengapuran untuk pertanian, bahan keramik, industri kaca, industri semen, pembuatan karbit, untuk peleburan dan pemurnian baja, untuk bahan pemutih dalam industri kertas pulp dan karet, untk proses pengendapan bijih logam dan industri gula.
Batugamping dapat terjadi dengan beberapa cara, yaitu secara organic, secara mekanik, atau secara kimia. Sebagian besar batugamping di alam terjadi secara organic. Jenis ini berasal dari pengendapan cangkan atau rumah kerang dan siput. Foraminifera atau ganggang. Atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang.
Untuk batugamping yang terjadi secara mekanik, sebetulnya bahannya tidak jauh berbeda dengan jenis batugamping yang terjadi secara organic. Yang membedakannya adalah terjadinya perombakan dari bahan batu kapur tersebut yang kemudian terbawa oleh arus dan biasanya diendapkan tidak jauh dari tempat semula. Sedangkan yang terjadi secara kimia adalah jenis batugamping yang terjadi dalam kondisi iklim dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut ataupun air tawar.
Selain hal diatas, mata air mineral dapat pula mengendapkan batugamping. Jenis batugamping ini terjadi karena peredaran air panas alam yang melarutkan lapisan batugamping dibawah permukaan, yang kemudian diendapkan kembali dipermukaan bumi.
Magnesium, lempung dan pasir merupakan unsure pengotor yang mengendap bersama-sama pada saat proses pengendapan. Keberadaan pengotor batugamping memberikan klasifikasi jenis batugamping. Apabila pengotornya magnesium, maka batugamping tersebut diklasifikasikan sebagai batu gamping dolomitan.
Begitu juga apabila pengotornya lempung, maka batu kapur tersebut diklasifikasikan sebagai batugamping lempungan, dan batugamping pasiran apabila pengotornya pasir. Persentase unsure-unsur pengotor sangat berpengaruh terhadap warna batu kapur tersebut, yaitu mulai dari warna putih susu, abu-abu muda, abu-abu tua, coklat, bahkan hitam. Warna kemerah-merahan misalnya, biasanya disebabkan oleh adanya unsure mangan, sedangkan kehitam-hitaman disebabkan oleh adanya unsure organic.
Batugamping dapat bersifat keras dan padat, tetapi dapat pula kebalikannya. Selain yang pejal dijumpai pula yang porous.
Batugamping yang mengalami metamorfosa akan berubah penampakannya maupun sifat-sifatnya. Hal ini terjadi karena pengaruh tekanan maupun panas, sehingga batugamping tersebut menjadi berhablur, seperti yang dijumpai pada marmer. Selain itu, air tanah juga sangat berpengaruh terhadap penghabluran kembali pada permukaan batugamping, sehingga terbentuk hablur kalsit.
Dibeberapa daerah endapan batu batugamping seringkali ditemukan di gua dan sungai bawah tanah. Hal ini terjadi sebagai akibat reaksi tanah. Air hujan yang mengandung CO3 dari udara maupun dari hasil pembusukan zat-zat organic dipermukaan, setelah meresap ke dalam tanah dapat melarutkan batugamping yang dilaluinya. Reaksi kimia dari proses tersebut adalah sebagai berikut :
CaCO3 + 2 CO2 + H2O Ca (HCO3)2 + CO2
Ca (HCO3)2 larut dalam air, sehingga lambat laun terjadi rongga di dalam tubuh batugamping tersebut. Secara geologi, batugamping erat sekali hubungannya dengan dolomite. Karena pengaruh pelindian atau peresapan unsure magnesium dari air laut ke dalam batugamping, maka batugamping tersebut dapat berubah menjadi dolomitan atau jadi dolomite. Kadar dolomite atau MgO dalam batugamping yang berbeda akan memberikan klasifikasi yang berlainan pula pada jenis batugamping tersebut.
Batugamping dapat terjadi dengan beberapa cara, yaitu secara organic, secara mekanik, atau secara kimia. Sebagian besar batugamping di alam terjadi secara organic. Jenis ini berasal dari pengendapan cangkan atau rumah kerang dan siput. Foraminifera atau ganggang. Atau berasal dari kerangka binatang koral/kerang.
Untuk batugamping yang terjadi secara mekanik, sebetulnya bahannya tidak jauh berbeda dengan jenis batugamping yang terjadi secara organic. Yang membedakannya adalah terjadinya perombakan dari bahan batu kapur tersebut yang kemudian terbawa oleh arus dan biasanya diendapkan tidak jauh dari tempat semula. Sedangkan yang terjadi secara kimia adalah jenis batugamping yang terjadi dalam kondisi iklim dan suasana lingkungan tertentu dalam air laut ataupun air tawar.
Selain hal diatas, mata air mineral dapat pula mengendapkan batugamping. Jenis batugamping ini terjadi karena peredaran air panas alam yang melarutkan lapisan batugamping dibawah permukaan, yang kemudian diendapkan kembali dipermukaan bumi.
Magnesium, lempung dan pasir merupakan unsure pengotor yang mengendap bersama-sama pada saat proses pengendapan. Keberadaan pengotor batugamping memberikan klasifikasi jenis batugamping. Apabila pengotornya magnesium, maka batugamping tersebut diklasifikasikan sebagai batu gamping dolomitan.
Begitu juga apabila pengotornya lempung, maka batu kapur tersebut diklasifikasikan sebagai batugamping lempungan, dan batugamping pasiran apabila pengotornya pasir. Persentase unsure-unsur pengotor sangat berpengaruh terhadap warna batu kapur tersebut, yaitu mulai dari warna putih susu, abu-abu muda, abu-abu tua, coklat, bahkan hitam. Warna kemerah-merahan misalnya, biasanya disebabkan oleh adanya unsure mangan, sedangkan kehitam-hitaman disebabkan oleh adanya unsure organic.
Batugamping dapat bersifat keras dan padat, tetapi dapat pula kebalikannya. Selain yang pejal dijumpai pula yang porous.
Batugamping yang mengalami metamorfosa akan berubah penampakannya maupun sifat-sifatnya. Hal ini terjadi karena pengaruh tekanan maupun panas, sehingga batugamping tersebut menjadi berhablur, seperti yang dijumpai pada marmer. Selain itu, air tanah juga sangat berpengaruh terhadap penghabluran kembali pada permukaan batugamping, sehingga terbentuk hablur kalsit.
Dibeberapa daerah endapan batu batugamping seringkali ditemukan di gua dan sungai bawah tanah. Hal ini terjadi sebagai akibat reaksi tanah. Air hujan yang mengandung CO3 dari udara maupun dari hasil pembusukan zat-zat organic dipermukaan, setelah meresap ke dalam tanah dapat melarutkan batugamping yang dilaluinya. Reaksi kimia dari proses tersebut adalah sebagai berikut :
CaCO3 + 2 CO2 + H2O Ca (HCO3)2 + CO2
Ca (HCO3)2 larut dalam air, sehingga lambat laun terjadi rongga di dalam tubuh batugamping tersebut. Secara geologi, batugamping erat sekali hubungannya dengan dolomite. Karena pengaruh pelindian atau peresapan unsure magnesium dari air laut ke dalam batugamping, maka batugamping tersebut dapat berubah menjadi dolomitan atau jadi dolomite. Kadar dolomite atau MgO dalam batugamping yang berbeda akan memberikan klasifikasi yang berlainan pula pada jenis batugamping tersebut.
Open Pit
Beberapa ahli tambang telah melakukan klasifikasi metoda penambangan terbuka dan bawah tanah antara lain : Peele (1941), Young (1946), Lewis dan Clark (1964). Dasar dari pembagian metoda ini adalah beberapa kombinasi subyektif dari spasial, geologi dan faktor geoteknik. Sedangkan beberapa skema saat ini dikenalkan lebih kuantitatif atau memiliki pendekatan sistem tetapi menggunakan dasar pendekatan yang sama seperti Peele adalah Morrison dan Russel (1973), Boshkov dan Wright (1973), Thomas (1978), Nicholas (1981) dan Hamrin (1982). Secara garis besar, metode penambangan dapat digolongkan menjadi 3, yaitu :
1. Tambang terbuka (surface mining)
2. Tambang dalam / bawah tanah (underground mining)
3. Tambang bawah air (underwater mining / marine mine)
Tambang terbuka adalah metoda penambangan yang segala aktivitas penambangannya dilakukan diatas atau relatif dekat dengan permukaan bumi, dan tempat kerjanya berhubungan langsung dengan udara bebas. Tambang bawah tanah adalah metoda penambangan yang segala kegiatan atau aktivitasnya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. Tambang bawah air adalah metoda penambangan yang kegiatan penggaliannya dilakukan di bawah permukaan air atau endapan mineral berharganya terletak dibawah permukaan air. Dengan semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta diaplikasikannya berbagai cara baru dalam usaha mengambil bahan galian, saat ini yang diperlukan suatu klasifikasi metoda penambangan yang mempunyai ciri (Hart man, 1987) :
1. Umum (dapat diaplikasikan pada tambang terbuka atau bawah tanah, untuk semua komoditi tambang, batubara atau non batubara).
2. Meliputi metoda yang sedang berjalan dan metoda baru (novel) yang sedang dikembangkan tetapi belum dapat dibuktikan secara keseluruhan.
3. Mengenali perbedaan kelas metoda yang besar dan biaya relatif. Kategori yang digunakan oleh Hartman adalah :
- dapat diterima (acceptance) : tradisional atau baru
- lokal untuk tambang terbuka (atau tambang bawah tanah)
- kelas dan sub kelas
- metoda
PERSIAPAN TAMBANG TERBUKA
Persiapan tambang adalah pekerjaan yang dilakukan untuk menyingkap endapan mineral untuk siap ditambang. Proses yang termasuk disini adalah semua tahapan yang diperlukan untuk suatu tambang menuju ke penjadwalan produksi yang lengkap, antara lain perencanaan, perancangan, konstruksi dan lain-lain. Persiapan tambang mengikuti pada umumnya studi kelayakan pada tahap I dan II yang dikembangkan sejauh mungkin dan informasi yang lebih baik tersedia selama tahapan beruntut dari proyek.
Dari titik pandang fisik di pembukaan tambang, sifat utama persiapan adalah melengkapi jalan menuju ke endapan bijih yang memungkinkan para pekerja, peralatan, power, supplier, air dan udara dapat melaluinya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pekerjaan persiapan tambang antara lain :
1. Faktor lokasi dan iklim
2. Faktor Geologi dan Alamiah
a. Tanah dan topografi.
b. Relasi spasial (ukuran, bentuk, attitude dan lain-lain) dari badan bijih
termasuk kedalaman.
c. Konsiderasi geologi, mineralogi, petrografi, struktur, genesa badan bijih, gradien temperatur batuan, kehadiran air clan lain-lain.
d. Sifat mekanika batuan: kekuatan, modulus elastik, kekerasan,
abrasiveness, dan lain-lain.
e. Sifat-sifat kimia dan metalurgi (akibat penyimpanan, proses dan lain-lain ),
3. Faktor Sosial - Ekonomi - Politik - Lingkungan Sangat tergantung pada faktor luar. Faktor-faktor ini antara lain :
a. Demografi clan keterampilan penduduk setempat.
b. Finansial dan pemasaran.
c. Kestabilan politik setempat .
d. Peraturan polusi.
e. Bantuan pemerintahan yang lain.
Tahapan Persiapan
Tahapan ini dapat berlaku untuk persiapan di tambang terbuka maupun tambang bawah tanah, yaitu :
a. Adopsi dari laporan studi kelayakan sebagai dokumen perencanaan, subyek ke modifikasi sebagai kemajuan pengembangan.
b. Konfirmasi dari metoda penambangan dan rencana pertambangan umum.
c. Pengaturan finansial yang berdasarkan pada estimasi biaya yang telah dikonfirmasikan pada laporan studi kelayakan.
d. Pengumpulan data tanah, termasuk Undang-undang Pertambangan dan Permukaan.
e. Pengarsipan pernyat aan dampak lingkungan, mendapatkan ijin penambangan (termasuk rencana reklamasi).
f. Melengkapi jalan-jalan permukaan, transportasi, komunikasi, dan power supply ke tambang.
g. Perencanaan dan konstruksi pabrik, termasuk fasilitas pendukung, pelayanan dan kontrol administrasi.
h. Pendirian pabrik pengolahan mineral, jika diperlukan, dan penanganan
bijih dan fasilitas perkapalan, penimbunan dan pembuangan waste.
i. Pemilihan peralatan penambangan untuk persiapan dan eksplorasi.
j. Konstruksi dari bukaan jalan utama ke badan bijih dan bukaan selanjutnya, pada tambang terbuka : pengupasan tanah lanjut (advanced stripping).
k. Pengadaan tenaga kerja dan pelatihan tenaga kerja dan pelayanan pendukung (perumahan, transportasi, gudang yang diperlukan).
SIFAT DAN LINGKUP TUGAS
Beberapa faktor pada persiapan tambang menerima beberapa perhatian khusus didalam tahap preparasi tambang terbuka. Dari faktor lokasi,iklim adalah faktor yang lebih kritis yang berhubungan dengan operasi di permukaan. Diantara faktor geologi, lapangan, kedalaman dan
karakteristik spasial dari endapan serta keberadaan air adalah sangat penting pada tambang terbuka. Pada faktor lingkungan, beberapa persyaratan anti polusi dan reklamasi sangat perlu diperhatikan.
Mencatat tahapan pada persiapan tambang yang telah disebutkan diatas ada 3 tahapan penting dan unik pada tambang terbuka yaitu :
1. Inisiasi rencana reklamasi sebagai bagian dari pernyataan dampak lingkungan.
2. Penentuan tempat penimbunan tanah pucuk dan limbah.
3. Penentuan dari pengupasan tanah penutup lanjut untuk mendapatkan jalan ke endapan.
Sebagai petunjuk, tabel dibawah ini menunjukkan diagram penjadwalan dari suatu tambang terbuka yang dirancang untuk produksi bijih "metal" 20.000 ton/hari. Tahap prospeksi selama 2,5 tahun. Tahap eksplorasi dan studi kelayakan sekitar 5,5 tahun. Tahap persiapan memerlukan lebih dari 3 tahun, dan dengan tahun tambahan untuk percobaan produksi untuk mencapai target produksi yang direncanakan. Jadi waktu total sekitar 12 tahun. Reklamasi, pembuangan waste dan pengupasan tanah penutup lanjut dijadwalkan pada tahap ke 3.
RANCANGAN DAN PERENCANAN TAMBANG
Tugas utama dari desain kerekayasaan pada tahap persiapan tambang terbuka adalah perencanaan open pit. Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi perencanaan ini (Soderberg dan Rausch, 1968; Atkinson, 1983 dalam Hartman, 1987) yaitu:
1. Faktor alamiah dan geologi :
kondisi geologi, jenis bijih, kondisi hidrologi, topografi, dan karakteristik
metalurgi.
2. Faktor ekonomi :
kadar bijih, tonase bijih, nisbah pengupasan, kadar rata-rata (terendah),biaya operasi, biaya invest asi, keuntungan yang diinginkan, tingkat produksi, dan kondisi pemasaran.
3. Faktor teknologi :
peralatan, pit slope, tinggi jenjang, kemiringan jalan, batas properti dan batas pit.
Selain penentuan batas pit yang sangat penting, Mathilson (1982) menekankan kepentingan yang sama dan pengembangan suatu tahapan penambangan yang optimal dan penjadwalan produksi selama umur tambang. Oleh karena itu, dia membuat daftar obyektif dari perencanaan tambang dari titik pandang kelayakan sebagai berikut :
1. Menambang bijih sehingga didapatkan ongkos produksi minimum persatuan berat dari bijih (Penambangan next best ore dengan tahapan).
2. Menjaga viab ilit as operasi (kecukupan ukuran lebar jenjang dan kesiapan jalan untuk peralatan).
3. Menjaga bijih yang terekspos untuk mengamankan kesalahan perhitungan atau kekurangan data eksplorasi.
4. Menunda pengupasan tanah penutup selama mungkin tanpa keserasian dengan peralatan, tenaga kerja clan jadwal produksi.
5. Mengikuti jadwal mulai yang logis dan dapat dicapai (untuk pelatihan,pembelian peralatan, logistik, dan lain-lain) yang meminimumkan resiko keterlambatan.
6. Memaksimumkan rancangan pit slope dan meminimumkan keruntuhan.
7. Menguji laju produksi yang ekonomis dan alternatif kadar rata-rata terendah.
8. Akhirnya, pencapaian tujuan mendapatkan metoda, peralatan dan jadwal yang sesuai untuk me laksanakan perencanaan sebelum memulai pembangunan/pengembangan. Perencanaan tambang dapat dikategorikan ke perencanaan jangka pendek dan jangka panjang.
1. Tambang terbuka (surface mining)
2. Tambang dalam / bawah tanah (underground mining)
3. Tambang bawah air (underwater mining / marine mine)
Tambang terbuka adalah metoda penambangan yang segala aktivitas penambangannya dilakukan diatas atau relatif dekat dengan permukaan bumi, dan tempat kerjanya berhubungan langsung dengan udara bebas. Tambang bawah tanah adalah metoda penambangan yang segala kegiatan atau aktivitasnya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. Tambang bawah air adalah metoda penambangan yang kegiatan penggaliannya dilakukan di bawah permukaan air atau endapan mineral berharganya terletak dibawah permukaan air. Dengan semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta diaplikasikannya berbagai cara baru dalam usaha mengambil bahan galian, saat ini yang diperlukan suatu klasifikasi metoda penambangan yang mempunyai ciri (Hart man, 1987) :
1. Umum (dapat diaplikasikan pada tambang terbuka atau bawah tanah, untuk semua komoditi tambang, batubara atau non batubara).
2. Meliputi metoda yang sedang berjalan dan metoda baru (novel) yang sedang dikembangkan tetapi belum dapat dibuktikan secara keseluruhan.
3. Mengenali perbedaan kelas metoda yang besar dan biaya relatif. Kategori yang digunakan oleh Hartman adalah :
- dapat diterima (acceptance) : tradisional atau baru
- lokal untuk tambang terbuka (atau tambang bawah tanah)
- kelas dan sub kelas
- metoda
PERSIAPAN TAMBANG TERBUKA
Persiapan tambang adalah pekerjaan yang dilakukan untuk menyingkap endapan mineral untuk siap ditambang. Proses yang termasuk disini adalah semua tahapan yang diperlukan untuk suatu tambang menuju ke penjadwalan produksi yang lengkap, antara lain perencanaan, perancangan, konstruksi dan lain-lain. Persiapan tambang mengikuti pada umumnya studi kelayakan pada tahap I dan II yang dikembangkan sejauh mungkin dan informasi yang lebih baik tersedia selama tahapan beruntut dari proyek.
Dari titik pandang fisik di pembukaan tambang, sifat utama persiapan adalah melengkapi jalan menuju ke endapan bijih yang memungkinkan para pekerja, peralatan, power, supplier, air dan udara dapat melaluinya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pekerjaan persiapan tambang antara lain :
1. Faktor lokasi dan iklim
2. Faktor Geologi dan Alamiah
a. Tanah dan topografi.
b. Relasi spasial (ukuran, bentuk, attitude dan lain-lain) dari badan bijih
termasuk kedalaman.
c. Konsiderasi geologi, mineralogi, petrografi, struktur, genesa badan bijih, gradien temperatur batuan, kehadiran air clan lain-lain.
d. Sifat mekanika batuan: kekuatan, modulus elastik, kekerasan,
abrasiveness, dan lain-lain.
e. Sifat-sifat kimia dan metalurgi (akibat penyimpanan, proses dan lain-lain ),
3. Faktor Sosial - Ekonomi - Politik - Lingkungan Sangat tergantung pada faktor luar. Faktor-faktor ini antara lain :
a. Demografi clan keterampilan penduduk setempat.
b. Finansial dan pemasaran.
c. Kestabilan politik setempat .
d. Peraturan polusi.
e. Bantuan pemerintahan yang lain.
Tahapan Persiapan
Tahapan ini dapat berlaku untuk persiapan di tambang terbuka maupun tambang bawah tanah, yaitu :
a. Adopsi dari laporan studi kelayakan sebagai dokumen perencanaan, subyek ke modifikasi sebagai kemajuan pengembangan.
b. Konfirmasi dari metoda penambangan dan rencana pertambangan umum.
c. Pengaturan finansial yang berdasarkan pada estimasi biaya yang telah dikonfirmasikan pada laporan studi kelayakan.
d. Pengumpulan data tanah, termasuk Undang-undang Pertambangan dan Permukaan.
e. Pengarsipan pernyat aan dampak lingkungan, mendapatkan ijin penambangan (termasuk rencana reklamasi).
f. Melengkapi jalan-jalan permukaan, transportasi, komunikasi, dan power supply ke tambang.
g. Perencanaan dan konstruksi pabrik, termasuk fasilitas pendukung, pelayanan dan kontrol administrasi.
h. Pendirian pabrik pengolahan mineral, jika diperlukan, dan penanganan
bijih dan fasilitas perkapalan, penimbunan dan pembuangan waste.
i. Pemilihan peralatan penambangan untuk persiapan dan eksplorasi.
j. Konstruksi dari bukaan jalan utama ke badan bijih dan bukaan selanjutnya, pada tambang terbuka : pengupasan tanah lanjut (advanced stripping).
k. Pengadaan tenaga kerja dan pelatihan tenaga kerja dan pelayanan pendukung (perumahan, transportasi, gudang yang diperlukan).
SIFAT DAN LINGKUP TUGAS
Beberapa faktor pada persiapan tambang menerima beberapa perhatian khusus didalam tahap preparasi tambang terbuka. Dari faktor lokasi,iklim adalah faktor yang lebih kritis yang berhubungan dengan operasi di permukaan. Diantara faktor geologi, lapangan, kedalaman dan
karakteristik spasial dari endapan serta keberadaan air adalah sangat penting pada tambang terbuka. Pada faktor lingkungan, beberapa persyaratan anti polusi dan reklamasi sangat perlu diperhatikan.
Mencatat tahapan pada persiapan tambang yang telah disebutkan diatas ada 3 tahapan penting dan unik pada tambang terbuka yaitu :
1. Inisiasi rencana reklamasi sebagai bagian dari pernyataan dampak lingkungan.
2. Penentuan tempat penimbunan tanah pucuk dan limbah.
3. Penentuan dari pengupasan tanah penutup lanjut untuk mendapatkan jalan ke endapan.
Sebagai petunjuk, tabel dibawah ini menunjukkan diagram penjadwalan dari suatu tambang terbuka yang dirancang untuk produksi bijih "metal" 20.000 ton/hari. Tahap prospeksi selama 2,5 tahun. Tahap eksplorasi dan studi kelayakan sekitar 5,5 tahun. Tahap persiapan memerlukan lebih dari 3 tahun, dan dengan tahun tambahan untuk percobaan produksi untuk mencapai target produksi yang direncanakan. Jadi waktu total sekitar 12 tahun. Reklamasi, pembuangan waste dan pengupasan tanah penutup lanjut dijadwalkan pada tahap ke 3.
RANCANGAN DAN PERENCANAN TAMBANG
Tugas utama dari desain kerekayasaan pada tahap persiapan tambang terbuka adalah perencanaan open pit. Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi perencanaan ini (Soderberg dan Rausch, 1968; Atkinson, 1983 dalam Hartman, 1987) yaitu:
1. Faktor alamiah dan geologi :
kondisi geologi, jenis bijih, kondisi hidrologi, topografi, dan karakteristik
metalurgi.
2. Faktor ekonomi :
kadar bijih, tonase bijih, nisbah pengupasan, kadar rata-rata (terendah),biaya operasi, biaya invest asi, keuntungan yang diinginkan, tingkat produksi, dan kondisi pemasaran.
3. Faktor teknologi :
peralatan, pit slope, tinggi jenjang, kemiringan jalan, batas properti dan batas pit.
Selain penentuan batas pit yang sangat penting, Mathilson (1982) menekankan kepentingan yang sama dan pengembangan suatu tahapan penambangan yang optimal dan penjadwalan produksi selama umur tambang. Oleh karena itu, dia membuat daftar obyektif dari perencanaan tambang dari titik pandang kelayakan sebagai berikut :
1. Menambang bijih sehingga didapatkan ongkos produksi minimum persatuan berat dari bijih (Penambangan next best ore dengan tahapan).
2. Menjaga viab ilit as operasi (kecukupan ukuran lebar jenjang dan kesiapan jalan untuk peralatan).
3. Menjaga bijih yang terekspos untuk mengamankan kesalahan perhitungan atau kekurangan data eksplorasi.
4. Menunda pengupasan tanah penutup selama mungkin tanpa keserasian dengan peralatan, tenaga kerja clan jadwal produksi.
5. Mengikuti jadwal mulai yang logis dan dapat dicapai (untuk pelatihan,pembelian peralatan, logistik, dan lain-lain) yang meminimumkan resiko keterlambatan.
6. Memaksimumkan rancangan pit slope dan meminimumkan keruntuhan.
7. Menguji laju produksi yang ekonomis dan alternatif kadar rata-rata terendah.
8. Akhirnya, pencapaian tujuan mendapatkan metoda, peralatan dan jadwal yang sesuai untuk me laksanakan perencanaan sebelum memulai pembangunan/pengembangan. Perencanaan tambang dapat dikategorikan ke perencanaan jangka pendek dan jangka panjang.
Minggu, 03 Juli 2011
Pengelolaan Lingkungan Pertambangan
PENGELOLAAN LINGKUNGAN PERTAMBANGAN YANG BAIK DAN BENAR
Air Asam Tambang (AAT)
Pengertian
Proses lindian, rembesan, atau aliran akibat adanya oksidasi mineral sulfide pada kegiatan pertambangan.
Prinsip pencegahan dan penanggulangan
Hilangkan salah satu atau lebih unsur pembentuk AAT, yaitu mineral sulfide, oksigen atau air.
MINERAL PEMBENTUK AIR ASAM TAMBANG (AAT)
• Pirit ( Fes2 )
• Markasit ( FeS2 )
• Arsenopirit ( FeAsA )
• Kalkosit ( Cu2S )
• Kovelit ( CuS )
• Kalkopirit ( CuFeS2 )
• Molibdenit ( MoS2 )
• Sinabar (HgS )
• Galena ( PbS )
• Spalerit ( ZnS )
MINERAL PENETRAL AIR ASAM TAMBANG (AAT)
• Kalsit ( 100% ) CaCO3
• Siderite ( 116% ) FeCO3
• Rodokrosit ( 115% ) MnCO3
• Magnesit ( 84% ) MgCO3
• Witerit ( 196% ) BaCO3
• Ankerit ( 108% ) CaF(CO3)2
• Dolomite ( 92% ) MgCa(CO3)
• Malakit ( 74% ) CuCO3(OH)2
• Manganit ( 88% ) MnOOH
• Limonit/goetit ( 89% ) FeOOH
PENCEGAHAN AIR ASAM TAMBANG ( AAT )
• Mencegah terbentuknya Air Asam Tambang (AAT)
• Meniadakan salah satu atau lebih unsur pembentuk Air Asam Tambang (AAT)
• Cara kering ( pemisahan, penimbunan, pelapisan, dsb )
• Cara basah ( wet land )
PENDEKATAN HIDROLOGI
• Prinsip : menjaga agar air tidak mengaliri material pirit ( KEEP WATER AWAY FROM PYRITIC MATERIAL )
• Tempatkan timbunan diatas permukaan air tanah, padatkan dan lapisi dengan liat
• Parit pengeak ( diversion ditcth ) untuk mengurangi infiltrasi.
PENGENDALIAN ASAM TAMBANG DI PENIMBUNAN BATUAN
Pelapisan
• Pelapisan dengan liat
o Bentonit ( efektif karena sifat mengembang dan melapisi/menutup )
o Stabilisasi dari erosi dan penetrasi akar
• Pelapisan dengan bahan sintetik
o Aspal
o Ter
o Semen
o Plastic film
o Geotekstil
Minimisasi oksigen
• Pelapisan dengan lapisan pengkonsumsi oksigen ( tanah pucuk yang mengandung mikroorganisme aktif ) adalah strategi yang baik untuk mengurangi O2
• Pemadatan pada saat kontruksi
• Pemadatan pada permukaan dan lereng bagian luar untuk mengurangi difusi O2 dan konveksi udara ke dalam timbunan.
Jalur difusi oksigen banyak terdapat pada batuan penutup yang kering tingkat difusi oksigen sangat berkurang pada batuan penutup yang telah dijenuhkan sebagian.
Bakterisida
• Surfaktan anion
• Asam organic pengawet makanan
• Percobaan dengan Sodium Lauril Sulfat (SLS) mampu mengurangi pembentukan AAT hingga 60 – 90 % pada coal refuse.
Pengendalian ( treatment ) Air Asam Tambang (AAT)
• Penetralan dengan kapur
• Penstabilan/pengendapan logam-logam pada sulfide tersebut.
PENGENDALIAN EROSI DAN SEDIMENTASI PRINSIP UMUM PENGENDALIAN EROSI
• Menyesuaikan pembangunan dengan kondisi topografi dan tanah didaerah kegiatan
o Lakukan penilaian terhadap karakteristik fisik lapangan yaitu topografi, tanah dan pengaliran
o Manfaatkan topografi yang ada
o Manfaatkan pola drainase alamiah
• Membuat rencana kendali erosi dan sedimentasi sebelum dilakukan kegiatan yang dapat mengganggu tanah
o Dibuat oleh atau dengan bantuan tenaga ahli yang mampu mengidentifikasi daerah-daerah yang akan mengalami masalah erosi dan sedimentasi
o Harus dilaksanakan sesuai dengan rencana
• Sedapat mungkin mempertahankan tumbuhan alami
o Pertahankan dan lindungi sampai pada saat kegiatan penebasan benar-benar akan dilaksanakan
o Buat daerah penyangga di sekitar lokasi kegiatan
• Meminimalkan luas dan lamanya tanah terbuka buat jadwal pengupasan dan pembentukan lereng untuk mengurangi luas daerah terganggu sampai pada tingkat yang paling minimum
• Berupaya untuk menahan sedimen di lokasi/sumbernya
o Sedimen dari lokasi kegiatan harus ditangkap dengan kolam sedimen
o Kolam dan perangkap sedimen harus disiapkan sebelum kegiatan konstruksi dimulai.
• Mengalirkan air limpasan menjauh dari daerah yang terganggu
o Saluran pengelak harus digunakan untuk memotong air larian dan mengalihkannya menjauhi daerah kegiatan
o Saluran pengelak harus di siapkan sebelum dilakukannya kegiatan
• Meminimalkan panjang dan kemiringan lereng
o Lereng berteras saluran dan penahan sedimen harus digunakan untuk memotong aliran air pada lereng yang curam dan panjang
o Harus diterapkan upaya untuk memperlambat kecepatan air larian
• Menstabilkan daerah terganggu sesegera mungkin
o Melakukan upaya stabilisasi seperti penanaman tumbuhan penambatan, mulsa, kolam sedimen, anyaman pengendali erosi, dll
o Perbaikan dan pemeliharaan
• Berupaya memperlambat kecepatan air limpasan yang keluar dari lokasi kegiatan
o Mengurangi kecepatan air limpasan dengan menjaga keberadaan tumbuhan penutup
o Membuang luapan air limpasan ke saluran alami
• Melakukan pemeriksaan dan pemeliharaan terhadap sarana kendali erosi secara berkala
o Menugaskan seseorang yang bertanggung jawab untuk melakukan pemeriksaan dan pemeliharaan harian
o Melakukan pemeriksaan setelah terjadi banjir
o Melakukan perbaikan segera
Air Asam Tambang (AAT)
Pengertian
Proses lindian, rembesan, atau aliran akibat adanya oksidasi mineral sulfide pada kegiatan pertambangan.
Prinsip pencegahan dan penanggulangan
Hilangkan salah satu atau lebih unsur pembentuk AAT, yaitu mineral sulfide, oksigen atau air.
MINERAL PEMBENTUK AIR ASAM TAMBANG (AAT)
• Pirit ( Fes2 )
• Markasit ( FeS2 )
• Arsenopirit ( FeAsA )
• Kalkosit ( Cu2S )
• Kovelit ( CuS )
• Kalkopirit ( CuFeS2 )
• Molibdenit ( MoS2 )
• Sinabar (HgS )
• Galena ( PbS )
• Spalerit ( ZnS )
MINERAL PENETRAL AIR ASAM TAMBANG (AAT)
• Kalsit ( 100% ) CaCO3
• Siderite ( 116% ) FeCO3
• Rodokrosit ( 115% ) MnCO3
• Magnesit ( 84% ) MgCO3
• Witerit ( 196% ) BaCO3
• Ankerit ( 108% ) CaF(CO3)2
• Dolomite ( 92% ) MgCa(CO3)
• Malakit ( 74% ) CuCO3(OH)2
• Manganit ( 88% ) MnOOH
• Limonit/goetit ( 89% ) FeOOH
PENCEGAHAN AIR ASAM TAMBANG ( AAT )
• Mencegah terbentuknya Air Asam Tambang (AAT)
• Meniadakan salah satu atau lebih unsur pembentuk Air Asam Tambang (AAT)
• Cara kering ( pemisahan, penimbunan, pelapisan, dsb )
• Cara basah ( wet land )
PENDEKATAN HIDROLOGI
• Prinsip : menjaga agar air tidak mengaliri material pirit ( KEEP WATER AWAY FROM PYRITIC MATERIAL )
• Tempatkan timbunan diatas permukaan air tanah, padatkan dan lapisi dengan liat
• Parit pengeak ( diversion ditcth ) untuk mengurangi infiltrasi.
PENGENDALIAN ASAM TAMBANG DI PENIMBUNAN BATUAN
Pelapisan
• Pelapisan dengan liat
o Bentonit ( efektif karena sifat mengembang dan melapisi/menutup )
o Stabilisasi dari erosi dan penetrasi akar
• Pelapisan dengan bahan sintetik
o Aspal
o Ter
o Semen
o Plastic film
o Geotekstil
Minimisasi oksigen
• Pelapisan dengan lapisan pengkonsumsi oksigen ( tanah pucuk yang mengandung mikroorganisme aktif ) adalah strategi yang baik untuk mengurangi O2
• Pemadatan pada saat kontruksi
• Pemadatan pada permukaan dan lereng bagian luar untuk mengurangi difusi O2 dan konveksi udara ke dalam timbunan.
Jalur difusi oksigen banyak terdapat pada batuan penutup yang kering tingkat difusi oksigen sangat berkurang pada batuan penutup yang telah dijenuhkan sebagian.
Bakterisida
• Surfaktan anion
• Asam organic pengawet makanan
• Percobaan dengan Sodium Lauril Sulfat (SLS) mampu mengurangi pembentukan AAT hingga 60 – 90 % pada coal refuse.
Pengendalian ( treatment ) Air Asam Tambang (AAT)
• Penetralan dengan kapur
• Penstabilan/pengendapan logam-logam pada sulfide tersebut.
PENGENDALIAN EROSI DAN SEDIMENTASI PRINSIP UMUM PENGENDALIAN EROSI
• Menyesuaikan pembangunan dengan kondisi topografi dan tanah didaerah kegiatan
o Lakukan penilaian terhadap karakteristik fisik lapangan yaitu topografi, tanah dan pengaliran
o Manfaatkan topografi yang ada
o Manfaatkan pola drainase alamiah
• Membuat rencana kendali erosi dan sedimentasi sebelum dilakukan kegiatan yang dapat mengganggu tanah
o Dibuat oleh atau dengan bantuan tenaga ahli yang mampu mengidentifikasi daerah-daerah yang akan mengalami masalah erosi dan sedimentasi
o Harus dilaksanakan sesuai dengan rencana
• Sedapat mungkin mempertahankan tumbuhan alami
o Pertahankan dan lindungi sampai pada saat kegiatan penebasan benar-benar akan dilaksanakan
o Buat daerah penyangga di sekitar lokasi kegiatan
• Meminimalkan luas dan lamanya tanah terbuka buat jadwal pengupasan dan pembentukan lereng untuk mengurangi luas daerah terganggu sampai pada tingkat yang paling minimum
• Berupaya untuk menahan sedimen di lokasi/sumbernya
o Sedimen dari lokasi kegiatan harus ditangkap dengan kolam sedimen
o Kolam dan perangkap sedimen harus disiapkan sebelum kegiatan konstruksi dimulai.
• Mengalirkan air limpasan menjauh dari daerah yang terganggu
o Saluran pengelak harus digunakan untuk memotong air larian dan mengalihkannya menjauhi daerah kegiatan
o Saluran pengelak harus di siapkan sebelum dilakukannya kegiatan
• Meminimalkan panjang dan kemiringan lereng
o Lereng berteras saluran dan penahan sedimen harus digunakan untuk memotong aliran air pada lereng yang curam dan panjang
o Harus diterapkan upaya untuk memperlambat kecepatan air larian
• Menstabilkan daerah terganggu sesegera mungkin
o Melakukan upaya stabilisasi seperti penanaman tumbuhan penambatan, mulsa, kolam sedimen, anyaman pengendali erosi, dll
o Perbaikan dan pemeliharaan
• Berupaya memperlambat kecepatan air limpasan yang keluar dari lokasi kegiatan
o Mengurangi kecepatan air limpasan dengan menjaga keberadaan tumbuhan penutup
o Membuang luapan air limpasan ke saluran alami
• Melakukan pemeriksaan dan pemeliharaan terhadap sarana kendali erosi secara berkala
o Menugaskan seseorang yang bertanggung jawab untuk melakukan pemeriksaan dan pemeliharaan harian
o Melakukan pemeriksaan setelah terjadi banjir
o Melakukan perbaikan segera
Sabtu, 02 Juli 2011
VENTILASI TAMBANG
PRINSIP DASAR VENTILASI
Suatu proses pengaliran udara bersih dari permukaan/luar ke dalam tambang bawah tanah
Tujuan Ventilasi Tambang
a. Menyediakan udara bersih dan oksigen yang cukup untuk kebutuhan pernapasan pekerja tambang dan proses kegiatan didalam tambang
b. Mengencerkan konsentrasi gas-gas beracun dan berbahaya dan debu di dalam tambang sampai dibawah NAB dan mengeluarkannya dari dalam tambang
c. Menjaga suhu dan kelembaban udara tambang sehingga dapat menjaga kenyamanan pekerja.
Sistem Ventilasi Tambang
Ventilasi Alam
a. Prinsip ventilasi alam ini adalah udara dari atmosfer dapat mengalir dengan sendirinya ke dalam tambang
b. Pengaliran udara tersebut disebabkan tekanan udara di luar lebih besar dari pada udara di dalam tambang
Ventilasi Bantu (Buatan).
a. Prinsip ventilasi buatan ini, udara dari luar dapat mengalir ke dalam tambang dengan bantuan Fan atau mesin ventilasi
b. Ventilasi buatan ini dilakukan dengan cara/ system tekan, yaitu dipasang Fan pada "Down Cast Shaft” dan system hisap, yaitu dengan memasang Fan pada “Up Cast Shaft”.
Ventilasi Buatan
a. Sistem Hembus/Tekan (Forcing System)
- Memasang Fan pada Down Cast Shaft
- Operator tambang mendapat udara segar
- Semua jenis angin dapat dipakai
- Dilusi gas lebih cepat
- Pengecekan kebocoran lebih mudah
b. Debu menyebar dalam tambang
Ventilasi Buatan
a. Sistem Hisap (Exhausting System)
- Memasang Fan pada Up Cast Shaft
- Debu terkumpul dalam pipa (vent. tube)
- Debu dapat tertampung dengan “Dust Collector”
- Gas-gas dalam tambang belum terdilusi
- Kebocoran pipa angin sulit terdeteksi
KUALITAS UDARA TAMBANG
a. Gas
b. Debu
c. Suhu
d. Kelembaban
Komposisi Gas Dalam Udara
No. Jenis Gas %Volume %Berat
1. Nitrogen 78,09 75,55
2. Oksigen 20,95 23,13
3. CO2 00,03 00,05
4. Argon 00,93 01,27
GAS TAMBANG DAN ALAT DETEKSI
NAB DAN PENGARUH GAS TAMBANG
Gas SG NAB Fatal Point Pengaruh
% %
O2 1,16 19,6 6,0 Tidak Beracun
N2 0,97 80,0 - Tidak Beracun
CO2 1,53 00,5 18,0 Menyesakkan
CH4 0,55 01,0 5 – 15 Meledak
CO 0,99 00,01 0,03 Racun, Meledak
NO2 1,59 00,0005 0,005 Beracun
H2S 1,19 00,02 0,1 Racun, Meledak
SO2 2,26 00,0005 0,1 Beracun
ALAT/METODE DETEKSI GAS TAMBANG
Gas Alat/Metode Deteksi
CH4 Flame Safety Lamp/Oxidation Catalyc
O2 Sda + Liquid Obs. Stain Tube/Oxytec
CO2 Liquid Abs. Stain Tube
CO Liquid Abs. Stain Tube
Nox Electrochemical Sensor Stain Tube
H2S Electrochemical Sensor Stain Tube
SO2 Electrochemical Sensor Stain Tube
H2 Electrochemical Sensor Stain Tube
Radon Radiation Detector
CARBON DIOKSIDA (CO2)
a. Diproduksi melalui pernapasan, pembakaran, peledakan dan dipancarkan dari lap batubara, tingkat karbonat, Type batuan lain
b. Tidak berwarna, lebih berat dari pada udara, memiliki rasa asam pada konsentrasi tinggi
c. Konsentrasi di udara 0,03%
CARBON MONOKSIDA (CO)
a. Tidak berbau
b. Tidak berasa dan berwarna
c. Dapat dihasilkan dalam ruang terbatas
d. Hasil dari pembakaran, ledakan, batubara, kondisi suhu kamar tertentu
e. Lebih ringan dari udara
f. Menghalangi pembawaan jumlah O2 dari darah
g. Bisa terdapat dalam tubuh untuk beberapa hari
PENGARUH KONSENTRASI CO/CH4
Konsentrasi CO (%) Pengaruh Pada Manusia
0,02 Sedikit Sakit Kepala
0,04-0,05 Terasa Sakit + Telinga Bunyi
0,08-0,10 Hilang Kesadaran
0,15-0,20 Pingsan
> 0,4 Fatal
Konsentrasi CH4 (%) Pengaruh Negatif
1,0 Maksimum NAB
5 – 15 Meledak
9 – 10 Paling Kuat Daya Ledaknya
Karakteristik Gas Methane - CH4
a. Gas Yang Tidak Berbau dan Tidak Berasa
b. Methane Tidak Beracun dan Tidak berwarna, mudah larut dalam air
c. Spesific Gravity 0,5545
d. Terdapat pada lapisan batubara, sering dijumpai di bagian atap bukaan tambang
e. Pada konsentrasi 0,1 – 5 % campuran antara methan dan oxygen akan terjadi combustion
f. Pada konsentrasi 5 -15 % campuran antara methan dan oxygen akan terjadi explosion
g. Konsentrasi > 15 % methan tidak akan terjadi explosion, tetapi berpengaruh terhadap pernapasan
KARAKTERISTIK/PENGARUH H2S
a. H2S Merupakan gas tidak berwarna
b. H2S Berasa asam & berbau telur busuk (Stink damp = H2S + O2)
c. Gas beracun dan bisa meledak pada konsentrasi 4-44 %
d. Terdapat pada gengangan air tambang/ pelapukan penyanggan
Konsentrasi H2S (%) Pengaruh Negatif
0,0001 NAB Maksimum
0,005 Fatal Point
4 – 44 Meledak
PENGENDALIAN GAS TAMBANG
1. Isolasi Daerah Bekas Tambang
2. Gunakan Handak Permissible Exp.
3. Hindari Genangan Air/penyangga Yang lapuk
4. Hindari mesin tambang menghasilKan Gas beracun
5. Larutkan dengan Air
6. Gunakan Ventilasi Yang efektif
7. Pedomani Dan Patuhi Peraturan
PEDOMAN KUALITAS UDARA TAMBANG SESUAI KEPMEN PE 555 K/26/MPE/1995
1. Temp udara tambang 18-24 C
2. Kelembaban Relatif maks. 85 %
3. CO maks. 00,005 %
4. Methane maks. 0,25%
5. H2S maks. 0,001 %
6. NO2 maks. 0,0003 %
7. Kecepatan Udara ventilasi min. 7 m/dtk
8. KTT harus menunjuk petugas mengawasi dan mengukur kondisi ventuilasi/udara
9. Lokasi pengujian udara tambang pada jalan masuk/keluar udara, dekat persimpangan, 50 m dari tempat kerja,
10. Lain-lain lihat pasal 523, 525, 369, 370
KLASISFIKASI DEBU TAMBANG
1. Debu Fibrogenic, Silica dan batubara Merusak Pernapasan
2. Debu Carcinogenic, Radon dan Asbestos Merusak Pernapasan
3. Debu Toxic, Lead dan Arsenic, Uranium Meracuni tubuh dan aliran darah
4. Debu Radioactive, Uranium dan Thorium Bahaya Radiasi
5. Debu Eksplosive, besi, seng dan batubara Bisa meledak/terbakar
6. Debu Nuisance, gypsum, kaolin dan kapur Sesak napas/mengganggu pernapasan
7. Debu Inert
FAKTOR BAHAYANYA DEBU TAMBANG
1. Komposisi Kimia/mineral
2. Konsentrasi, >60 gr/m3 udara debu batubara bisa meledak NAB 10 mg/m3 udara (Kepmen Kes 260/MEN/KES/1998)
3. Ukuran Partikel, <20 mesh debu batu bara bisa meledak < 5-7 micron mudah terhisap
4. Exposure time
5. Daya Tahan/Kesehatan Seseorang
PENGENDALIAN DEBU TAMBANG
1. Pencegahan
2. Removal/Pembersihan
3. Suppression/Penekanan
4. Isolasi/Covering
5. Dillution/Pengenceran/Ventilasi
6. Teknologi
7. Mutasi
FAKTOR PENGARUH SUHU TAMBANG
1. Gradien Geothermal
2. Suhu di Permukaan
3. Mesin
4. Pernapasan Manusia
5. Oksidasi Batubara
6. Gesekan Aliran
PERMISSIBLE HEAT EXPOSURE IN UNDERGROUND
No. WORK LOAD ENERGY TLV
1. Very Light 130 Kcal/h 31,5
2. Light 190 Kcal/h 30,0
3. Light Moderate 250 Kcal/h 28,5
4. Moderate 310 Kcal/h 27,5
5. Heavy 370 Kcal/h 27,0
HUMIDITY (KELEMBABAN) :
a. Jumlah kandungan uap air yang ada di udara tambang
b. Relative Humidity Kenyamanan
c. Temperatur Efektif (Te)
d. Diagram Psikometrik Sling Psychrometer
e. Kelembaban Relatif : 65 – 85 %
f. Te dipengaruhi oleh : Tw – Td - V
KUANTITAS UDARA TAMBANG
Jumlah Udara bersih dialirkan kedalam tambang aman dan nyaman 02 in – 02 consume = 02 downstrem
a x Q – b = c x q
a = % O2 udara luar (20-21%)
b =Jumlah Ox dibutuhkan/org,m3/dt
c =Ox min.dalam tambang,19,5%
q =Jumlah Ox dibutuhkan/org kerja, m3/dt
Suatu proses pengaliran udara bersih dari permukaan/luar ke dalam tambang bawah tanah
Tujuan Ventilasi Tambang
a. Menyediakan udara bersih dan oksigen yang cukup untuk kebutuhan pernapasan pekerja tambang dan proses kegiatan didalam tambang
b. Mengencerkan konsentrasi gas-gas beracun dan berbahaya dan debu di dalam tambang sampai dibawah NAB dan mengeluarkannya dari dalam tambang
c. Menjaga suhu dan kelembaban udara tambang sehingga dapat menjaga kenyamanan pekerja.
Sistem Ventilasi Tambang
Ventilasi Alam
a. Prinsip ventilasi alam ini adalah udara dari atmosfer dapat mengalir dengan sendirinya ke dalam tambang
b. Pengaliran udara tersebut disebabkan tekanan udara di luar lebih besar dari pada udara di dalam tambang
Ventilasi Bantu (Buatan).
a. Prinsip ventilasi buatan ini, udara dari luar dapat mengalir ke dalam tambang dengan bantuan Fan atau mesin ventilasi
b. Ventilasi buatan ini dilakukan dengan cara/ system tekan, yaitu dipasang Fan pada "Down Cast Shaft” dan system hisap, yaitu dengan memasang Fan pada “Up Cast Shaft”.
Ventilasi Buatan
a. Sistem Hembus/Tekan (Forcing System)
- Memasang Fan pada Down Cast Shaft
- Operator tambang mendapat udara segar
- Semua jenis angin dapat dipakai
- Dilusi gas lebih cepat
- Pengecekan kebocoran lebih mudah
b. Debu menyebar dalam tambang
Ventilasi Buatan
a. Sistem Hisap (Exhausting System)
- Memasang Fan pada Up Cast Shaft
- Debu terkumpul dalam pipa (vent. tube)
- Debu dapat tertampung dengan “Dust Collector”
- Gas-gas dalam tambang belum terdilusi
- Kebocoran pipa angin sulit terdeteksi
KUALITAS UDARA TAMBANG
a. Gas
b. Debu
c. Suhu
d. Kelembaban
Komposisi Gas Dalam Udara
No. Jenis Gas %Volume %Berat
1. Nitrogen 78,09 75,55
2. Oksigen 20,95 23,13
3. CO2 00,03 00,05
4. Argon 00,93 01,27
GAS TAMBANG DAN ALAT DETEKSI
NAB DAN PENGARUH GAS TAMBANG
Gas SG NAB Fatal Point Pengaruh
% %
O2 1,16 19,6 6,0 Tidak Beracun
N2 0,97 80,0 - Tidak Beracun
CO2 1,53 00,5 18,0 Menyesakkan
CH4 0,55 01,0 5 – 15 Meledak
CO 0,99 00,01 0,03 Racun, Meledak
NO2 1,59 00,0005 0,005 Beracun
H2S 1,19 00,02 0,1 Racun, Meledak
SO2 2,26 00,0005 0,1 Beracun
ALAT/METODE DETEKSI GAS TAMBANG
Gas Alat/Metode Deteksi
CH4 Flame Safety Lamp/Oxidation Catalyc
O2 Sda + Liquid Obs. Stain Tube/Oxytec
CO2 Liquid Abs. Stain Tube
CO Liquid Abs. Stain Tube
Nox Electrochemical Sensor Stain Tube
H2S Electrochemical Sensor Stain Tube
SO2 Electrochemical Sensor Stain Tube
H2 Electrochemical Sensor Stain Tube
Radon Radiation Detector
CARBON DIOKSIDA (CO2)
a. Diproduksi melalui pernapasan, pembakaran, peledakan dan dipancarkan dari lap batubara, tingkat karbonat, Type batuan lain
b. Tidak berwarna, lebih berat dari pada udara, memiliki rasa asam pada konsentrasi tinggi
c. Konsentrasi di udara 0,03%
CARBON MONOKSIDA (CO)
a. Tidak berbau
b. Tidak berasa dan berwarna
c. Dapat dihasilkan dalam ruang terbatas
d. Hasil dari pembakaran, ledakan, batubara, kondisi suhu kamar tertentu
e. Lebih ringan dari udara
f. Menghalangi pembawaan jumlah O2 dari darah
g. Bisa terdapat dalam tubuh untuk beberapa hari
PENGARUH KONSENTRASI CO/CH4
Konsentrasi CO (%) Pengaruh Pada Manusia
0,02 Sedikit Sakit Kepala
0,04-0,05 Terasa Sakit + Telinga Bunyi
0,08-0,10 Hilang Kesadaran
0,15-0,20 Pingsan
> 0,4 Fatal
Konsentrasi CH4 (%) Pengaruh Negatif
1,0 Maksimum NAB
5 – 15 Meledak
9 – 10 Paling Kuat Daya Ledaknya
Karakteristik Gas Methane - CH4
a. Gas Yang Tidak Berbau dan Tidak Berasa
b. Methane Tidak Beracun dan Tidak berwarna, mudah larut dalam air
c. Spesific Gravity 0,5545
d. Terdapat pada lapisan batubara, sering dijumpai di bagian atap bukaan tambang
e. Pada konsentrasi 0,1 – 5 % campuran antara methan dan oxygen akan terjadi combustion
f. Pada konsentrasi 5 -15 % campuran antara methan dan oxygen akan terjadi explosion
g. Konsentrasi > 15 % methan tidak akan terjadi explosion, tetapi berpengaruh terhadap pernapasan
KARAKTERISTIK/PENGARUH H2S
a. H2S Merupakan gas tidak berwarna
b. H2S Berasa asam & berbau telur busuk (Stink damp = H2S + O2)
c. Gas beracun dan bisa meledak pada konsentrasi 4-44 %
d. Terdapat pada gengangan air tambang/ pelapukan penyanggan
Konsentrasi H2S (%) Pengaruh Negatif
0,0001 NAB Maksimum
0,005 Fatal Point
4 – 44 Meledak
PENGENDALIAN GAS TAMBANG
1. Isolasi Daerah Bekas Tambang
2. Gunakan Handak Permissible Exp.
3. Hindari Genangan Air/penyangga Yang lapuk
4. Hindari mesin tambang menghasilKan Gas beracun
5. Larutkan dengan Air
6. Gunakan Ventilasi Yang efektif
7. Pedomani Dan Patuhi Peraturan
PEDOMAN KUALITAS UDARA TAMBANG SESUAI KEPMEN PE 555 K/26/MPE/1995
1. Temp udara tambang 18-24 C
2. Kelembaban Relatif maks. 85 %
3. CO maks. 00,005 %
4. Methane maks. 0,25%
5. H2S maks. 0,001 %
6. NO2 maks. 0,0003 %
7. Kecepatan Udara ventilasi min. 7 m/dtk
8. KTT harus menunjuk petugas mengawasi dan mengukur kondisi ventuilasi/udara
9. Lokasi pengujian udara tambang pada jalan masuk/keluar udara, dekat persimpangan, 50 m dari tempat kerja,
10. Lain-lain lihat pasal 523, 525, 369, 370
KLASISFIKASI DEBU TAMBANG
1. Debu Fibrogenic, Silica dan batubara Merusak Pernapasan
2. Debu Carcinogenic, Radon dan Asbestos Merusak Pernapasan
3. Debu Toxic, Lead dan Arsenic, Uranium Meracuni tubuh dan aliran darah
4. Debu Radioactive, Uranium dan Thorium Bahaya Radiasi
5. Debu Eksplosive, besi, seng dan batubara Bisa meledak/terbakar
6. Debu Nuisance, gypsum, kaolin dan kapur Sesak napas/mengganggu pernapasan
7. Debu Inert
FAKTOR BAHAYANYA DEBU TAMBANG
1. Komposisi Kimia/mineral
2. Konsentrasi, >60 gr/m3 udara debu batubara bisa meledak NAB 10 mg/m3 udara (Kepmen Kes 260/MEN/KES/1998)
3. Ukuran Partikel, <20 mesh debu batu bara bisa meledak < 5-7 micron mudah terhisap
4. Exposure time
5. Daya Tahan/Kesehatan Seseorang
PENGENDALIAN DEBU TAMBANG
1. Pencegahan
2. Removal/Pembersihan
3. Suppression/Penekanan
4. Isolasi/Covering
5. Dillution/Pengenceran/Ventilasi
6. Teknologi
7. Mutasi
FAKTOR PENGARUH SUHU TAMBANG
1. Gradien Geothermal
2. Suhu di Permukaan
3. Mesin
4. Pernapasan Manusia
5. Oksidasi Batubara
6. Gesekan Aliran
PERMISSIBLE HEAT EXPOSURE IN UNDERGROUND
No. WORK LOAD ENERGY TLV
1. Very Light 130 Kcal/h 31,5
2. Light 190 Kcal/h 30,0
3. Light Moderate 250 Kcal/h 28,5
4. Moderate 310 Kcal/h 27,5
5. Heavy 370 Kcal/h 27,0
HUMIDITY (KELEMBABAN) :
a. Jumlah kandungan uap air yang ada di udara tambang
b. Relative Humidity Kenyamanan
c. Temperatur Efektif (Te)
d. Diagram Psikometrik Sling Psychrometer
e. Kelembaban Relatif : 65 – 85 %
f. Te dipengaruhi oleh : Tw – Td - V
KUANTITAS UDARA TAMBANG
Jumlah Udara bersih dialirkan kedalam tambang aman dan nyaman 02 in – 02 consume = 02 downstrem
a x Q – b = c x q
a = % O2 udara luar (20-21%)
b =Jumlah Ox dibutuhkan/org,m3/dt
c =Ox min.dalam tambang,19,5%
q =Jumlah Ox dibutuhkan/org kerja, m3/dt
PEMBORAN
Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan :
Penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling utama dalam eksplorasi); dalam tahap development : penirisan, test fondasi dan lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan & kabel batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk pemasangan baut batuan - bolting daripada untuk peledakan). Jika dihubungkan dengan peledakan, penggunaan terbesar adalah sebagai pemboran produksi.
Komponen Operasi dari Sistem Pemboran
Ada 4 komponen fungsional utama. Fungsi ini dihubungkan dengan penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan cara sebagai berikut :
• Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utama, mengkonversikan energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak mesin combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem.
• Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke mata bor (bit).
• Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.
• Sirkulasi fluida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol debu,mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.
Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol proses penetrasi, sedangkan komponen keempat adalah mendukung penetrasi melalui pengangkatan cuttings. Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2 golongan secara mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya kombinasi keduanya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran :
1. Variabel operasi, mempengaruhi keempat komponen sistem pemboran (drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada umumnya dan mencakup dua kategori dari faktor-faktor kekuatan pemboran :
(a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi, kecepatan putar, daya dorong dan rancangan batang bor dan
(b) sifat-sifat fluida dan laju alirnya.
2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi lubang bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 - 45 cm (6-18 inch). Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5
cm (1,5-7 in.).
3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat batuan, kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor yang sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan drilling strength dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan terhadap penetrasi) dan membat asi unjuk kerja pemboran.
4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi, ketersediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan faktor bebas.
Parameter Performansi (Unjuk Kerja)
Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada 4 parameter yang harus diukur at au dipe rkirakan,yaitu :
1. Energi proses dan konsumsi daya (power)
2. Laju penetrasi
3. Lama penggunaan bit (umur)
4. Biaya (biaya kepemilikan + biaya operasi)
Pemilihan Alat Bor
Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang telah didefinisikan dengan baik. Hal ini merupakan persoalan rancangan rekayasa yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu pertimbangan harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi dimana alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan dengan pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan konsiderasi keselamatan kerja.
2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi produksi kedalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain (mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas kemiringan lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,
dll) .
3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor (ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).
4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang diantisipasi, mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan .
5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirkulasi fluida.
6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat, biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih spesifikasi. Item biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat bor, tenaga kerja, pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya merupakan hal yang kritis namun sulit untuk diproyeksikan.
7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja
Pemotongan (Cutting)
Jika pemotongan merupakan bagian integral dari siklus produksi, hal itu dilakukan dengan mesin yang dirancang sesuai dengan karakteristik batuan/mineral yang diinginkan. Pada saat ini, pemotongan (cutting) dilakukan pada dua aplikasi utama, yaitu :
1. Batubara dan mineral non-metal yang lebih lunak (tambang bawah tanah); jenisnya : Chain cutting machine, shortwall (fixed bar) atau universal (movable-bar).
2. Batuan dimensi (tambang terbuka)
a. Channeling machine, percussion atau flame jet
b. Saw, wire, atau rotary
Tujuan dari kegiatan cutting adalah menghasilkan “kerf” yang dapat mengurangi atau menge liminir peledakan. Aksi penetrasi dasar dalam pemotongan batuan atau batubara sama dengan pemboran.
Penggalian Mekanik (mechanical Excavating)
Aplikasi penggalian secara mekanis pada tambang terbuka a.l.:
1. Penggaru (Ripper) Tanah yang sangat kompak, batubara, atau batuan yang lunak
atau telah mengalami pelapukan.
2. Bucket Wheel excavator (BWE) & cutting-head excavators
Tanah dan batubara.
3. Auger and highw all miners
Batubara
4. Mesin Gali Mangkuk mekanis (MGM - Mechanical dredges)
Endapan aluvial/placer, koral dan tanah (di bawah air). Sebagai perbandingan, penggalian secara mekanis pada tambang bawah tanah dilakukan sebagai berikut :
1. Continous miner dan longwall shearer Batubara atau batuan non-logam yang lunak
2. Boom-type miner (roadheader) dan Tunnel-boring, raise -boring, serta shaft-sinking machine Batuan lunak sampai sedang-keras.
PEMUATAN DAN PENGGALIAN
Penanganan Material (Material Handling)
Semua satuan operasi yang terlihat dalam penggalian atau pemindahan tanah/batuan selama penambangan disebut penanganan material (material handling). Pada siklus operasi, dua operasi utama adalah pemuatan dan transportasi, dan jika transportasi vertikal diperlukan, kerekan (hoisting) akan menjadi operasi opsi ketiga. Penanganan material pada tambang mekanisasi modern berpusat pada peralatan. Skala peralatan pada tambang terbuka semakin bertambah besar. Batas atas ukuran truk meningkat menjadi 300 ton, 170 m3 untuk drag line , 140 m3 untuk shovel dan 8400 m3 untuk bucket wheel excavator.
Pemilihan Alat
Secara garis besar, ada empat faktor yang pemilihan alat ekskavasi (P fileider, 1973 a, Martinetal, 1982 dalam Hartman, 1987), yaitu :
1. Faktor performansi (unjuk kerja)
Faktor ini berhubungan langsung dengan produktifitas mesin, dan meliputi : kecepatan putar, tenaga yang tersedia, jarak penggalian, kapasitas bucket, kecepatan tempuh, dan reliabilitas.
2. Faktor desain
Mencakup kecakapan pekerja, teknologi yang digunakan, jenis pengawasan dan tenaga (power) yang tersedia.
3. Faktor penunjang (Support)
4. Faktor biaya
Pengangkutan
Material dalam jumlah besar dalam industri pertambangan ditransport dengan haulage (pemindahan ke arah horizontal) dan hoisting (pemindahan vertikal).
Penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling utama dalam eksplorasi); dalam tahap development : penirisan, test fondasi dan lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan & kabel batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk pemasangan baut batuan - bolting daripada untuk peledakan). Jika dihubungkan dengan peledakan, penggunaan terbesar adalah sebagai pemboran produksi.
Komponen Operasi dari Sistem Pemboran
Ada 4 komponen fungsional utama. Fungsi ini dihubungkan dengan penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan cara sebagai berikut :
• Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utama, mengkonversikan energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak mesin combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem.
• Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke mata bor (bit).
• Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.
• Sirkulasi fluida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol debu,mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.
Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol proses penetrasi, sedangkan komponen keempat adalah mendukung penetrasi melalui pengangkatan cuttings. Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2 golongan secara mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya kombinasi keduanya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran :
1. Variabel operasi, mempengaruhi keempat komponen sistem pemboran (drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada umumnya dan mencakup dua kategori dari faktor-faktor kekuatan pemboran :
(a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi, kecepatan putar, daya dorong dan rancangan batang bor dan
(b) sifat-sifat fluida dan laju alirnya.
2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi lubang bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 - 45 cm (6-18 inch). Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5
cm (1,5-7 in.).
3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat batuan, kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor yang sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan drilling strength dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan terhadap penetrasi) dan membat asi unjuk kerja pemboran.
4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi, ketersediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan faktor bebas.
Parameter Performansi (Unjuk Kerja)
Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada 4 parameter yang harus diukur at au dipe rkirakan,yaitu :
1. Energi proses dan konsumsi daya (power)
2. Laju penetrasi
3. Lama penggunaan bit (umur)
4. Biaya (biaya kepemilikan + biaya operasi)
Pemilihan Alat Bor
Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang telah didefinisikan dengan baik. Hal ini merupakan persoalan rancangan rekayasa yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu pertimbangan harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi dimana alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan dengan pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan konsiderasi keselamatan kerja.
2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi produksi kedalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain (mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas kemiringan lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,
dll) .
3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor (ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).
4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang diantisipasi, mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan .
5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirkulasi fluida.
6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat, biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih spesifikasi. Item biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat bor, tenaga kerja, pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya merupakan hal yang kritis namun sulit untuk diproyeksikan.
7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja
Pemotongan (Cutting)
Jika pemotongan merupakan bagian integral dari siklus produksi, hal itu dilakukan dengan mesin yang dirancang sesuai dengan karakteristik batuan/mineral yang diinginkan. Pada saat ini, pemotongan (cutting) dilakukan pada dua aplikasi utama, yaitu :
1. Batubara dan mineral non-metal yang lebih lunak (tambang bawah tanah); jenisnya : Chain cutting machine, shortwall (fixed bar) atau universal (movable-bar).
2. Batuan dimensi (tambang terbuka)
a. Channeling machine, percussion atau flame jet
b. Saw, wire, atau rotary
Tujuan dari kegiatan cutting adalah menghasilkan “kerf” yang dapat mengurangi atau menge liminir peledakan. Aksi penetrasi dasar dalam pemotongan batuan atau batubara sama dengan pemboran.
Penggalian Mekanik (mechanical Excavating)
Aplikasi penggalian secara mekanis pada tambang terbuka a.l.:
1. Penggaru (Ripper) Tanah yang sangat kompak, batubara, atau batuan yang lunak
atau telah mengalami pelapukan.
2. Bucket Wheel excavator (BWE) & cutting-head excavators
Tanah dan batubara.
3. Auger and highw all miners
Batubara
4. Mesin Gali Mangkuk mekanis (MGM - Mechanical dredges)
Endapan aluvial/placer, koral dan tanah (di bawah air). Sebagai perbandingan, penggalian secara mekanis pada tambang bawah tanah dilakukan sebagai berikut :
1. Continous miner dan longwall shearer Batubara atau batuan non-logam yang lunak
2. Boom-type miner (roadheader) dan Tunnel-boring, raise -boring, serta shaft-sinking machine Batuan lunak sampai sedang-keras.
PEMUATAN DAN PENGGALIAN
Penanganan Material (Material Handling)
Semua satuan operasi yang terlihat dalam penggalian atau pemindahan tanah/batuan selama penambangan disebut penanganan material (material handling). Pada siklus operasi, dua operasi utama adalah pemuatan dan transportasi, dan jika transportasi vertikal diperlukan, kerekan (hoisting) akan menjadi operasi opsi ketiga. Penanganan material pada tambang mekanisasi modern berpusat pada peralatan. Skala peralatan pada tambang terbuka semakin bertambah besar. Batas atas ukuran truk meningkat menjadi 300 ton, 170 m3 untuk drag line , 140 m3 untuk shovel dan 8400 m3 untuk bucket wheel excavator.
Pemilihan Alat
Secara garis besar, ada empat faktor yang pemilihan alat ekskavasi (P fileider, 1973 a, Martinetal, 1982 dalam Hartman, 1987), yaitu :
1. Faktor performansi (unjuk kerja)
Faktor ini berhubungan langsung dengan produktifitas mesin, dan meliputi : kecepatan putar, tenaga yang tersedia, jarak penggalian, kapasitas bucket, kecepatan tempuh, dan reliabilitas.
2. Faktor desain
Mencakup kecakapan pekerja, teknologi yang digunakan, jenis pengawasan dan tenaga (power) yang tersedia.
3. Faktor penunjang (Support)
4. Faktor biaya
Pengangkutan
Material dalam jumlah besar dalam industri pertambangan ditransport dengan haulage (pemindahan ke arah horizontal) dan hoisting (pemindahan vertikal).
Langganan:
Postingan (Atom)