Pengumpulan Data Geoteknik-Hidrogeologi
Pengumpulan data geoteknik dan hidrogeologi dilakukan
dalam persiapan penambangan, umumnya mulai pada tahap pre-feasibility study.
Data-data geoteknik dan hidrogeologi digunakan sebagai laporan di dalam tahap
studi kelayakan, sekaligus sebagai dasar perancangan tambang.
Sifat-sifat Data Teknis Batuan
Geoteknik
atau dikenal sebagai engineering geology merupakan bagian dari rekayasa sipil
yang didasarkan pada pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan.
Seorang ahli sipil yang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau yang
lainnya memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan akan merespon
tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian dari uji
lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu geoteknik
yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala deformasi disebut
dengan geomekanika.
Dalam
urutan kegiatan pertambangan, eksplorasi merupakan proses evaluasi teknis untuk
mendapatkan model badan bijih. Model cadangan suatu badan bijih yang
diinterpretasikan dari hasil eksplorasi langsung maupun tak langsung, sebelum
ditentukan cara penambangannya apakah dengan open pit atau underground mining
harus dianalisis secara geoteknik. Salah satu faktor yang mempengaruhi
keputusan tersebut adalah ketidakselarasan struktur geologi. Pola-pola dari
patahan, rekahan, dan bidang perlapisan mendominasi perilaku batuan dalam
tambang terbuka karena terdapat gaya penahan yang kecil untuk mencegah
terjadinya luncuran dan karena terdapat semacam gaya tekan ke atas dari
permukaan air yang terdapat dalam rekahan.
Dalam
tambang bawah tanah pengaruh ketidakselarasan kurang dominan namun tetap harus
diperhatikan. Permukaan patahan pada kedalaman tertentu merupakan tempat yang
memiliki kohesi yang rendah dan berakumulasinya tegangan. Permukaan rekahan dan
belahan merupakan bidang lemah dengan resistansi yang rendah untuk menahan
tegangan, dan memiliki kecenderungan terbuka saat terganggu oleh aktivitas
peledakan (blasting).
Instrumentasi
yang modern dalam mekanika batuan memberikan cara pengukuran yang lebih baik
terhadap pengaruh kombinasi kekuatan batuan dan cacat struktur. Keuntungan
khusus dari studi mekanika batuan modern adalah lokasi dan material dapat diuji
lebih lanjut. Daerah kerja tambang dapat dirancang secara detail. Detail-line
mapping dilakukan untuk menggambarkan proyeksi rekahan dan kontak yang
orientasinya menyebar sepanjang singkapan atau suatu muka tambang. Gambar 8.1
adalah lembar data tipikal yang digunakan dalam metoda ini, menunjukkan jenis
informasi yang dikumpulkan. Posisi rekahan yang dihasilkan dalam detail-line
mapping diplot pada stereonet untuk dievaluasi. Pendekatan lainnya untuk studi
struktur detail dalam pertambangan adalah fracture-set mapping yang dalam hal
ini semua rekahan diukur dan dideskripsikan dalam beberapa area tambang
kemudian dikelompokkan berdasarkan karakteristik tertentu. Kelompok tersebut
dideskripsikan dan posisi individualnya diplot pada Schmidt net (equal-area net).
Persentase
terbesar tentang informasi struktur yang digunakan dalam perencanaan tambang
berasal dari inti bor. Spasi rekahan, posisi relatif terhadap lubang bor, dan
jenis pengisian rekahan harus dideskripsikan secermat mungkin. Dalam pengamatan
inti bor untuk informasi struktur dikenal istilah RQD (rock-quality designation)
yaitu persen inti bor yang diperoleh dan hanya dihitung untuk inti bor yang
memiliki panjang 10 cm atau lebih. Klasifikasi kualitas berdasarkan RQD ditunjukkan
pada Tabel 1
 |
| Lembar data untuk detail-line mapping terhadap rekahan dan kontak geologi pada tambang terbuka (Peters, 1978) |
Tabel 1 Klasifikasi kualitas batuan berdasarkan RQD (Peters, 1978)
RQD
(%)
|
Kualitas
|
0 -
25
25 -
50
50 - 75
75 -
90
90 -
100
|
Sangat
buruk
Buruk
Sedang
Baik
Baik
sekali
|
Sebagai
contoh :
Jika
total kemajuan pemboran 130 cm, total inti bor yang diperoleh 104 cm, maka
perolehan inti bor (core recovery) adalah 104/130 = 80%. Jumlah panjang inti
bor dengan panjang 10 cm atau lebih adalah 71,5 cm, sehingga besarnya RQD =
71,5/130 = 55% artinya kualitas batuan yang bersangkutan adalah sedang.
Penyelidikan
dengan seismik kadang-kadang digunakan untuk pengukuran secara tidak langsung
terhadap “rock soundness”. Salah satu aplikasi khusus metoda seismik adalah
untuk menentukan rippability yaitu suatu ukuran dimana batuan dan tanah dapat
dipindahkan oleh bulldozer-ripper dan scraper tanpa peledakan.
Tabel 2 memberikan penjelasan lebih detail mengenai informasi geologi yang
digunakan dalam rock-slope engineering., yang menunjukkan apa saja yang
diperlukan dalam merekam cacat struktur batuan.
Tabel 2 Informasi geologi yang diperlukan untuk merekam cacat struktur dalam batuan
(Peters, 1978)
Informasi
geoteknik
|
Peta lokasi
atau rencana tambang.
Kedalaman
di bawah datum referensi.
Kemiringan
(dip).
Frekuensi
atau spasi antar bidang ketidakselarasan yang berdekatan.
Kemenerusan
atau perluasan bidang ketidakselarasan.
Lebar
atau bukaan bidang ketidakselarasan.
Gouge
atau pengisian antar muka bidang ketidakselarasan.
Kekasaran
permukaan dari muka bidang ketidakselarasan.
Waviness
atau lekukan permukaan bidang ketidakselarasan.
Deskripsi
dan sifat-sifat batuan utuh diantara bidang ketidakselarasan.
|
Berikut
ini merupakan beberapa istilah dan pengertiannya berkaitan dengan pengujian
geomekanika :
Tegangan
(stress) adalah gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan. Simbolnya adalah s
(baca: sigma) untuk tegangan normal dan t
(baca: tau) untuk tegangan geser.
Regangan
(strain) adalah respon yang diberikan oleh suatu material akibat dikenai
tegangan. Simbolnya adalah e (baca:
epsilon) yang menunjukkan deformasi (pemendekan atau pemanjangan) per satuan
panjang mula-mula.
Kuat
geser (shear strength) adalah besarnya tegangan atau beban pada saat material
hancur dalam geserannya.
Modulus
Young (E) adalah ukuran kekakuan yang merupakan suatu konstanta untuk setiap
padatan yang klastik. Sering disebut modulus elastisitas yang merupakan
perbandingan antara tegangan terhadap regangan (E=s/e).
Rasio Poisson
(n,
baca: nu) berkaitan dengan besarnya regangan normal transversal terhadap
regangan normal longitudinal di bawah tegangan uniaksial. Nilainya berkisar
sekitar –0,2 dan persamaannya adalah
Terdapat
beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu :
Kuat
kompresif tak tertekan (uniaksial) yang diuji dengan suatu silinder atau prisma
terhadap titik pecahnya. Gambar 2 menunjukkan jenis uji dan rekahan tipikal
yang berkembang di atas bidang pecahnya.
Kuat
tarik (tensile strength) ditentukan dengan uji Brazilian dimana suatu piringan
ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi tarikan
sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan.
Kuat
geser (shear strength) yang diuji secara langsung dalam suatu “shear box” atau
diukur sebagai komponen pecahan kompresi.
Kuat
geser kompresif triaksial yang diuji dengan penempatan dalam suatu silinder
berselubung dimana batuan ditempatkan pada tempat yang diisi fluida, sehingga
tekanan lateral maupun pembebanan aksial dapat diberikan (Gambar 3).
 |
| Gambar 2. Diagram penampang dari uji uniaksial pada suatu silinder batuan (Peters, 1978) |
 |
| Gambar 3. Diagram penampang dari uji geser kompresif triaksial pada suatu silinder batuan (Peters, 1978) |
Kekuatan
batuan dapat diukur secara insitu (di lapangan) sebaik pengukuran di
laboratorium. Regangan (deformasi) diukur di area tambang kemudian dihubungkan
terhadap tegangan dengan berpedoman pada konstanta elastik dari laboratorium.
Tegangan sebelum penambangan merupakan kondisi tegangan asli, sulit dihitung,
tetapi merupakan parameter desain tambang yang penting. Tegangan tersebut
umumnya diperkirakan dan diberi beberapa kuantifikasi dengan memasang
sekelompok pengukur tegangan elektrik dalam “rosette” pada permukaan batuan,
memindahkan batuan-batuan yang berdekatan, dan mengukur respon tegangan
sebenarnya yang dilepaskan. Kondisi tegangan yang berkembang selama penambangan
merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam operasi tambang sebaik
dalam perancangan tambang. Regangan yang dihasilkan dari pola tegangan baru
diukur dari waktu ke waktu atau dimonitor secara menerus selama penambangan
berlangsung.
Hubungan tegangan-regangan merupakan dasar dari semua pekerjaan
mekanika batuan. Istilah deskriptif untuk hubungan tersebut adalah brittle
versus ductile dan elastik versus plastik. Hubungan yang dihasilkan dari uji
statik (fungsi waktu) ditunjukkan pada Gambar 4, dimana F merupakan titik
pecah dalam kompresi uniaksial tak tertekan. Garis A menunjukkan material
elastik sempurna dimana e=s/E.
Garis B menunjukkan material plastik sempurna yang tidak akan terdeformasi
sampai tegangan sama dengan s0;
material tersebut tidak akan mendukung beban yang yang lebih besar daripada s0.
Garis lengkung C menunjukkan suatu material elastoplastik, sementara kurva D
menunjukkan material ductile sempurna dimana regangan tidak sebanding terhadap
tegangan.
 |
| Gambar 4. Diagram tegangan-regangan untuk menentukan perilaku deformasional batuan dari empat material yang ideal (Peters, 1978) |
Beberapa
karakteristik kuat tekan dan kuat tarik yang telah diukur untuk beberapa jenis
batuan yang umum ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Kuat tekan uniaksial dan kuat tarik dari beberapa jenis batuan (Peters,
1978)
Jenis
batuan
|
Kuat
tekan (kg/m2)
|
Kuat
tarik (kg/m2)
|
Batuan
intrusif
Granit
Diorit
Gabro
Dolerit
|
1000-2800
1800-3000
1500-3000
2000-3500
|
40-250
150-300
50-300
150-350
|
Batuan
ekstrusif
Riolit
Dasit
Andesit
Basal
Tufa
vulkanik
|
800-1600
800-1600
400-3200
800-4200
50-600
|
50-90
30-80
50-110
60-300
5-45
|
Batuan
sedimen
Batupasir
Batugamping
Dolomit
Serpih
Batubara
|
200-1700
300-2500
800-2500
100-1000
50-500
|
40-250
50-250
150-250
20-100
20-50
|
Batuan
metamorfik
Kuarsit
Gneis
Marmer
Sabak
|
1500-3000
500-2500
1000-2500
1000-2000
|
100-300
40-200
70-200
70-200
|
Sifat-sifat Data Teknis Tanah dan Air
Tanah
merupakan hasil pelapukan dari batuan. Jika suatu batuan berasal dari material
yang tak terkonsolidasi, seharusnya mengikuti aturan mekanika tanah, dimana
klasifikasi material ditunjukkan pada Gambar 5.
Pola
perilaku tanah dan batuan dipengaruhi oleh kehadiran air dan udara; terutama
air. Klasifikasi teknis yang umum untuk tanah berbutir halus melibatkan grafik
plastisitas (Gambar 6) dimana batas likuid diplot berlawanan terhadap indeks
plastisitas. Garis A pada grafik merupakan suatu batas empiris dengan lempung
inorganik di atas dan dengan lanau dan lempung organik di bawah.
Sebagai
tambahan peralatan pengujian kompresi triaksial, laboratorium pengujian tanah
melibatkan konsolidometer untuk mengukur konsolidasi di bawah pembebanan, dan direct
shear box. Uji kompresi tak tertekan dilakukan pada tanah kohesif. Untuk uji
insitu di lapangan, vane shear test digunakan; dalam hal ini pipa dengan
empat-sayap disisipkan ke dalam tanah dan diputar dengan suatu gaya ukur untuk
menentukan kuat pergeseran.
 |
| Gambar 5. Klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir (Peters, 1978) |
 |
| Gambar 6. Grafik plastisitas tanah menunjukkan karakteristik beberapa jenis tanah (Peters, 1978) |
Data
hidrologi sangat diperlukan untuk pengontrolan aktivitas penambangan di suatu
daerah. Aliran air permukaan dapat diperkirakan dan lokasi sumber mata air
dapat diplot selama pemetaan geologi. Pengukuran dapat dibuat selama program
pemboran eksplorasi. Conto kualitas air dapat diambil dan uji pemompaan
sederhana dapat dilakukan sementara data geologi dikumpulkan. Masalah air
memiliki dampak sosial maupun politik. Penyaliran suatu tambang dapat
menyebabkan sumur seseorang atau suatu sumber aliran menjadi kering. Gambar 8.7
menunjukkan beberapa hal yang berkaitan dengan air tanah. Pada semua jenis
batuan terdapat variasi lokal mengenai level air, misalnya disebabkan oleh
isolasi dari blok-blok tanah oleh barrier patahan yang terisi dengan suatu
material dan dike impermeabel.
 |
| Gambar 7. Istilah-istilah yang berkaitan dengan airtanah (Peters, 1978) |
Dua
parameter pengukuran yang terpenting dalam hidrologi airtanah adalah koefisien
permeabilitas dan koefisien penyimpanan, atau “porositas efektif”. Koefisien
permeabilitas (k)
merupakan suatu elemen dari Hukum Darcy : V = k.i,
dimana V adalah kecepatan aliran laminer (kondisi nonturbulen) dan I adalah
gradien hidraulik yang merupakan rasio kehilangan dalam tinggi hidraulik
(tekanan) oleh resistansi friksional terhadap satuan jarak dalam arah aliran.
Koefisien permeabilitas ditentukan secara eksperimen untuk daerah yang spesifik
dengan uji pompa dan di laboratorium dengan uji permeameter.
Koefisien
penyimpanan dalam suatu akifer ditunjukkan sebagai fraksi desimal, yang
menunjukkan volume air yang dapat diharapkan untuk dikuras dari suatu satuan
volume tanah. Parameter tersebut berkaitan dengan pori, rekahan, dan lubang
bukaan larutan untuk pengisian oleh airtanah. Koefisien penyimpanan umumnya dihitung
dari uji pompa dalam sumur observasi yang digunakan untuk memonitor perbedaan
kurva penurunan atau permukaan piezometrik di sekitar sumur atau shaft, seperti
yang diperlihatkan pada Gambar 8.
 |
| Gambar 8. Uji drawdown dengan pemompaan dalam suatu tambang atau sumur (Peters, 1978) |
Tag :
Eksplorasi,
Exploration
Briket Batubara Sebagai Energi Alternatif Pengganti Minyak Tanah
BRIKET BATUBARA SEBAGAI
ENERGI ALTERNATIF
PENGGANTI MINYAK TANAH
Oleh. Edy Jamal Tuheteru *)
Bahan bakar
minyak dalam beberapa tahun terakhir mengalami krisis, hal ini mengakibatkan
subsidi BBM dikurangi, selain itu juga cadangan minyak dalam negeri juga
semakin sedikit dan makin menipis, diperkirakan cadangan minyak yang ada kurang
lebih 9 miliar barel (Ditjen Migas), dengan produksi minyak 1,07 juta
barel/tahun, maka cadangan yang ada hanya mencukupi untuk 10 tahun ke depan,
artinya kalau dalam beberapa tahun kedepan tidak ditemukan cadangan baru maka negara
kita akan semakin mengalami krisis energi, khususnya minyak bumi.
Minyak tanah di Indonesia yang selama ini di
subsidi menjadi beban yang sangat berat bagi pemerintah Indonesia karena nilai subsidinya
meningkat pesat menjadi lebih dari 49 trilun rupiah per tahun dengan penggunaan lebih
kurang 10 juta kilo liter per tahun. Untuk mengurangi beban subsidi tersebut maka
pemerintah berusaha mengurangi subsidi yang ada dialihkan
menjadi subsidi langsung kepada masyarakat miskin. Namun untuk mengantisipasi kenaikan harga BBM dalam
hal ini Minyak Tanah diperlukan bahan bakar alternatif yang murah dan mudah
didapat.
Briket
batubara merupakan sumber energi alternatif pengganti bahan bakar minyak,
briket batubara sebenarnya sudah disosialisasikan oleh pemerintah semenjak
tahun 1993, namun dalam perjalannya briket batubara masih mengalami kendala
dalam pemakainnya, apalagi kalau digunakan untuk keperluan rumah tangga. Adapun
beberapa kendala dari pemanfaatan briket batubara diantaranya sulitnya
menyalakan briket batubara dalam waktu cepat, sulit mematikan sewaktu-waktu
serta masih ada beberapa kendala yang berhubungan dengan lingkungan. Sehingga
masih ada beberapa penelitian yang harus dilakukan guna meningkatkan efesiensi
dalam pemanfataan briket batubara.
Briket
batubara merupakan bahan bakar padat yang terbuat dari batubara dengan sedikit
campuran tambahan, briket batubara juga merupakan energi alternaif pengganti
bahan bakar minyak yang biasanya digunakan untuk keperluan industri dan rumah
tangga yakni untuk pengolahan makanan, pengeringan, pembakaran dan pemanasan. Briket
batubara untuk keperluan rumah tangga harus memenuhi beberapa kriteria, diantaranya:
tidak menghasilkan asap yang banyak, tidak berbau, mudah menyala, tak
menghasilkan racun, fisiknya tidak mudah pecah, kandungan abu rendah, memenuhi
sfesifikasi emisi gas yang telah ditetapkan pemerintah, dengan memenuhi kriteria
tersebut, briket batubara akan sangat efesien dan efektif dalam pemanfaatannya.
Konversi Minyak Tanah Ke Gas Elpiji
Setelah pemerintah menghentikan sosialisasi penggunaan briket batubara,
akhirnya pemerintah memutuskan penggunaan gas elpiji. Bahakan sampai sekarang
pun sosialisasi masih sering dilakukan. Tanggapan masyarakat terhadap
pengguanan gas elpiji ini bermacam-macam, mulai dari tidak setuju bahakan ada
beberapa warga juga setuju. Di beberapa daerah setelah pengumuman pemerintah
mengenai kenaiakan harga gas elpiji, kenaikan ini akan sangat berpengaruh
terhadap perekonomian masyarakat, karena sampai sekarang perekonomian
masyarakat belim stabil akibat kenaikan harga BBM. Sehingga ada beberapa warga
yang akan kembali menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakar. Karena oleh
masyarakat dirasakan kenaikan harga gas elpiji sangat memberatkan.
Selain kasus tersebut di atas penggunaan gas elpiji masih harus dievaluasi,
hal ini dikarenakan terjadi beberapa kasus terjadinya ledakan gas elpiji diantaranya:
ledakan gas di Medan yang mengakibatkan hancurnya tiga buah rumah, kemudian
terjadi ledakan gas di sebuah toko roti di Ambon yang menewaskan salah satu
penghuni rumahnya (Berita Metro TV), selain dua kasus tersebut masih banyak
juga terjadinya ledakan tabung gas elpiji di beberapa tempat. Sehingga perlu
ada perhatian khusus dari pemerintah tentang penggunaan gas elpiji sebagai
konversi dari minyak tanah.
Briket
Batubara
Briket
batubara yang sekarang beredar di masyrakat terdiri dari dua jenis, yakni (i)
briket batubara berkarbonisasi dan (ii) briket batubara tidak berkarbonisasi.
Briket batubara berkarbonisasi sering
juga dikenal dengan briket batubara super, sebelum dicetak menjadi briket
sebelumnya dilakukan kegiatan karbonisasi, yakni dilakukan dengan cara
pembakaran batubara dengan oksigen terbatas dalam ruang tertutup, untuk mendapatkan
semikokas atau kokas dengan kandungan abu (ash
content) dan zat terbang (volatile
matter) tertentu. Keunggulan dari briket batubara super ini adalah; tidak
berbau dan berasap. Briket batubara super ini lebih cocok digunakan untuk keperluan rumah tangga, namun dipasaran
briket batubara super ini harganya lebih mahal dibandingkan dengan batubara non
karbonisasi.
Batubara
non karbonisasi atau sering dikenal
dengan briket batubara biasa, dalam pemanfaatannya masih memiliki beberapa
kelemahan dibandingkan dengan briket batubara super yakni masih mengandung
banyak zat terbang, sehingga menghasilkan bau dan asap yang masih banyak.
Penggunaan briket batubara biasa ini lebih baik digunakan di dalam tungku, dan
cocok digunakan untuk industri kecil dan menengah. Dipasaran briket batubara
biasa lebih murah dibandingkan dengan briket batubara super.
Keunggulan
briket batubara sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar minyak,
diantaranya; harganya lebih murah dibandingkan dengan bahan bakar minyak khususnya
minyak tanah, panas yang dihasilkan lebih
tinggi dan kontinyu sehingga lebih baik untuk pembakaran yang lama,
tidak beresiko meledak atau terbakar, tidak mengeluarkan suara bising serta
tidak berjelaga, dan yang terakhir adalah cadangan batubara yang masih banyak
khusunya untuk batubara low rank.
Cara
Menyulut, Perbandingan terhadap Minayak Tanah serta Konsumsi Briket Batubara.
Penyulutan
dalam tungku batubara akan lebih mudah dilakukan dengan mencelupkan beberapa
butir briket batubara ke dalam minyak tanah dan itu sebagai penyulut diletakan
diatas dari tumpukan briket dalam tungku. Untuk 10 butir briket akan menyerap
0,05 liter minyak tanah, dapat juga dengan meletakan serbuk kayu lalu dibakar.
Satu hal yang penting dan harus diperhatikan adalah penyalaan briket batubara
selalu dilakukan dari bagian atas yang kemudian bara api akan menuju ke bawah
dengan tujuan terjadi pemanasan dan pembakaran awal pada bagian bawahnya
sehingga gas-gas yang naik ke atas akan terbakar lebih dahulu. Hal ini dilakukan
juga bertujuan untuk mengurangi emis gas yang ditimbulkan dari pembakaran
briket batubara yang ada dibagian bawah.
Telah
dilakukan beberapa kajian guna membandingkan briket batubara dengan minyak
tanah. Hasil perbandingan penggunaan briket batubara menunjukan pemakaian
briket batubara lebih murah dibandingkan dengan minyak tanah, berikut adalah
perbandingannya bila 1 liter minyak tanah harganya sebesar Rp. 3,000.-
sedangkan harga briket batubara adalah Rp 1,300.-/kg. Maka untuk perbandingan
penggunaan minyak tanah dan briket batubara pada beberap industri adalah
sebagai berikut; (i). Industri rumah tangga dengan pemakaian minyak tanah
perhari rata-rata adalah 3 liter sehingga harga pembelian minyak tanah adalah
Rp. 9,000.-/hari sedangkan penggunaan briket batubara per hari adalah Rp
5,400.-/hari berarati ada penhematan sebesar Rp. 3,600.-/hari, (ii). Warung
makan biasanya menggunakan minyak tanah sebsar 10 liter/hari sehingga biaya
yang dikeluarkan sebesar Rp. 30,000.-/hari sedangkan untuk pemakaian briket
hanya dibutuhkan biaya sebesar Rp. 18,000.-/hari, (iii). Industri kecil yang
biasanya memerlukan minyak tanah sebesar 25 liter/hari maka biaya yang harus
dikeluarkan sebesar Rp. 75,000.-/hari sementara penggunaan briket batubara
diperlukan biaya sebesar Rp. 45,000.-, sehingga ada penghematan sebesar Rp.
30,000.-/hari. Dengan pengehematan yang dilakukan, biaya yang dihemat dapat
digunakan untuk keperluan yang lain. Berdasarkan hitung-hitungan tersebut maka
briket batubara masih lebih ekonomis dibandingkan dengan bahan bakar minyak
khusunya minyak tanah.
Permasalahan
dan Antisipasi Penggunaan Briket Batubara
Tidak
hanya briket batubara yang menghasilkan gas pembakaran, setiap zat yang dibakar
termasuk bahan bakar minyak akan menghasilkan panas, gas-gas, residu hasil
pembakaran yang besarnya tergantung pada jenis zat yang dibakar, teknik
pembakaran dan kondisi pembakarannya. Demikian halnya briket batubara bila
dibakar akan menghasilkan gas-gas hasil pembakaran yangdapat dikendalikan dan
dieleminasi dengan pemilihan bahan baku
Upaya-upaya
yang harus dilakukan untuk mengurangi emisi gas hasil pembakaran briket
batubara, yang pertama adalah
pemilihan bahan baku, batubara yang merupakan kurang lebih 90% dari komponen
briket batubara harus dipilih dengan kandungan sulfur yang rendah, disamping
itu juga tidak mengandung logam-logam yang mudah menguap bila dipanaskan
seperti air raksa (Hg), arsen (As), Timbal (Pb) dan sebagainya. Untungnya
sebagain besar batubara Indonesia
Kedua, dalam pembuatann briket batubara. Dalam pembuatan briket batubara
ditambahkan kapur [Ca(OH)2] sebanyak ±5%
yang nantinya akan menangkap gas SO2 yang dikeluarkan oleh briket yang terbakar
menjadi CaSO4 padat yang terkumpul bersama abu briket batubara. Penambahan
bubuk Biomas (serbuk kayu, bagas tebu dll) s.d. 20% dalam pembuatan briket
batubara akan mengurangi emisi gas. Hal ini disebabkan biomas yang ada dalam briket
akan mempercepat pembakaran dan menjadikan briket cepat terbakar sempurna.
Ketiga, desain tungku. Desain
tungku yang baik adalah tungku yang efesien dan ramah lingkungan serta harganya
dapat dijangkau oleh masyarakat. Telah
dilakukan berbagai kajian tentang desain tungku oleh Puslitbang tekMIRA.
Keempat, teknik pembakaran.
Pembakaran briket batubara yang baik adalah dilakukan dari atas selanjutnya
akan merambat membakar sendiri lapisan briket batubara yang ada di bawah, jadi
pola pembakarnnya adalah “top-down”.
kelima adalah desain dapur. Ruangan
dapur juga ikut berpengaruh, ventilasi udara yang baik akan mengurangi dampak
dari emisi gas tersebut. Cukup dengan membuka jendela dapur atau memasang cerobong diatas tungku. Bila
ventilasi udara kurang bagus, maka pada saat pembakaran pertama bisa dilakukan
di luar atau di ruangan yang terbuka, ketika briket batubara sudah terbakar
sempurna barulah dimasukan ke dalam dapur.
Tentunya masih banyak kekurangan briket
batubara, sehingga masyarakat masih ragu untuk menggunakan energi alternatif
tersebut. Oleh karena itu diharapkan dari pemerintah dan lembaga-lembaga
terkait untuk melakukan penelitian lanjutan guna mereduksi kekurangan dari
briket batubara ini serta sosialisasi briket batubara ditingkatkan, sehingga
masyarakat lebih mengetahui tentang briket batubara tersebut. Artinya dengan
penelitian yang berkala dan akhirnya dapat mereduksi kekurangan dari briket
batubara maka energi alternatif penganti minyak tanah akan semakin baik,
sehingga kedepan tidak ada lagi ketertgantungan terhadap minyak tanah.
*)
Penulis adalah Dosen Program Studi Teknik Pertambangan
Universitas Trisakti, Jakarta
Sampling Pemercontohan
Tujuan
Pemercontohan
batu bara percontoh dilaksanakan dengan tujuan mengetahui kualitas batu bara
dan pola pertumpukan batu bara dengan sisipan (parting) pada lapisan batu bara di zona pembangunan, untuk menjadi
bahan pertimbangan kemungkinan pembangunan, penentuan arah pengembangan,
jaminan kualitas kepada pengguna, penggarapan pengguna baru dan kondisi
sedimentasi.
Tempat penyigian (setiap kali
diperlukan)
- Pemercontohan pada waktu muncul sesar dan terjadi perubahan ketebalan lapisan batu bara atau kualitas batu bara
- Pemercontohan di tempat yang mewakili lapangan baru yang akan dibangun
- Pemercontohan untuk pengeboran ekstraksi batu bara
- Pemercontohan dengan selang tertentu
Pokok-pokok pemercontohan
- Pemilahan rinci pilar batu bara di tempat pemercontohan (warna, kekilapan, kekar batu bara, kekerasan, bubuk-bongkah, kualitas batu bara dan lain-lain)
- Pencatatan pilar batu bara (pencatatan ketebalan, klasifikasi kualitas batu bara, nomor percontoh, air pancar, air tetes, pirit, kalsit dan lain-lain
- Percontoh diambil untuk setiap pemilahan rinci dengan jumlah yang sama
- Percontoh langsung diambil dari tempat yang bahan lapuk dan pengotornya telah disingkirkan
- Setiap kali diambil lapisan batu bara yang dipilah rinci, percontoh dimasukkan ke dalam kantong, kemudian nomor kantong percontoh dicocokkan dengan nomor pencatatan pilar batu bara dalam buku catatan
- Jangan meloncati suatu angka pada waktu penomoran pilar batu bara dan kantong percontoh
- Seluruh pilar batu bara yang telah dipilah rinci harus diambil percontoh. (walaupun misalnya ada kemiripan dengan tempat dengan nomor tertentu, tidak boleh melewatinya)
- Bersama pencatatan pilar batu bara, dicatat juga gejala geologi di sekitarnya
- Informasi atap dan lantai juga dicatat pada kolom stratigrafi (kelupas, keras, rapuh, larut dalam air dan lain-lain)
- Pemercontohan dilaksanakan dari sebelah atas
- Pencatatan lokasi pemercontohan (di titik xx pada lokasi yy di lorong zz)
- Membuat peta lokasi pemercontohan batu bara (dengan peta seluruh tambang bawah tanah)
Sumber : Ketua Jurusan Teknik Pertambangan Universitas Sriwijaya
Coal Mining and Transportation
Coal
mining process is largely determined by the geological elements of coal sludge
. In general , there are two coal mining process , they are :
UNDERGROUND MINE
At
the mine room and pillar mining, sediment mined coal by cutting a network of
space into the coal seam and let the pillars of coal to support the roof of the
mine . In this method , coal mining can also be done by the so-called retreat
mining ( mining backward ) , where the coal is taken from the pillars when the
miners back to the top . The roof of the mine collapsed and then left the mine
was abandoned .
Include
longwall coal mining in full of a part layer or face, using mechanical shearers
. Mining with this method , require geological studies that support and careful
planning , prior to start mining . Once the coal is taken out of the area , the
roof of the mine and then allowed to collapse .
The
main advantage of the mine room and pillar mining than longwall mine is , mine
room and pillar mining coal can start producing much faster , using moving
equipment supply costs less than $ 5 million ( longwall mining equipment could
reach 50 million dollars ) .
SURFACE MINE
Rock
surface consisting of soil and rock were first separated with explosives . The
rocks are then transported to the surface using a pulley puller or by shovel
and truck . Once the coal seam is visible, the coal seam is excavated and then
solved systematically mined in the form of lines . The coal is then loaded on
to large trucks or conveyors for transport to the coal processing plant or
directly to where the coal will be used .
COAL TRANSPORTATION
Ships
are generally used for international recognition given in the size range from
Handymax ( 40-60,000 DWT ) , Panamax ( about 60 to 80.000 dwt ) to the size of
the Capesize vessels ( approximately more than 80,000 DWT ) . Approximately 700
million tons of coal traded internationally in 2003 and approximately 90 % of
the amount transported by sea . - Deadweight tons DWT ( Deadweight ) which
refers to a deadweight capacity of a ship , including its cargo , fuel tank ,
clean water , deposits etc.
Bahaya Limbah Cair Batubara, Batubara Bersih dan Pembakaran Batubara
Saat ini banyak analis pertambangn
yang tidak mamu mengekspose secara detail tentang bahaya air cucuian batubara.
Limbah cucian batu bara yang ditampung dalam bak penampung sangat berbahaya
karena mengandung logam-logam beracun yang jauh lebih berbahaya disbanding
proses pemurnian pertambangan emas yang mengunakan sianida (CN). Proses
pencucian dilakukan untuk menjadi batubara lebih bersih dan murni sehingga
memiliki nilai jual tinggi. Proses ini dilakukan karena pada saat dilakukan
eksploitasi biasanya batubara bercampur tanah dan batuan.
Agar lbih mudah dan muerah,
dibuatlah bak penampung untuk pencucian. Kolam penampung itu berisi air cucian
yang bercampur lupur. LSM lingkungan JATAM menyebutnya dana beracun yang berisi
miliaran gallon limbah cair batubara. Sluge mengandung bahan kimia karsinogenik
yang digunakan dalam pemrosessan batubara yang logam berat berancun yang
terkandung di batubara seperti arsenic, merkuri, kromium, boron, selenium dan nikel.
Dibandingkan tailing dari limbah
luput pertambangan emas, unsure berancun dari logam berat yang ada limbah
pertambangan batubara jauh lebih berbahaya. Sayangnya sampai sekarang tidak ada
publikasi atau informasi dari perusahan pertambangan terhadap bahaya sluge
kepada masyarakat di sekitar pertambangan.Unsure beranu menyebabkan penyakit
kulit, gangguan pencernaan, paru dan penyakit kanker otak. Air sungai tempat
buangan limbah digunakan masyarkat secara terus menerus. Gejala penyakit itu
biasa akan tampka setelah bahan beracun terakumulasi dalam tubuh manusia.
Beberapa perusahaan tambang di
Kalimantan Timur ditengarai tridak melakukan pengelolaan water treatmen
terhadap limbah buangan tambang dan juga tanpa penggunaan bahan penjernih
Aluminum Clorida, Tawar dan kapur. Akibatnya limbang buann tambang menyebabkan
sungai sarana pembuagan limbah cair berwarna keruh.
Membuat Batubara Bersih
Ada beberapa cara. Contoh sulfur,
sulfur adalah zat kimia kekuningan yang ada sedikit di batubara, pada beberapa
batubara yang ditemukan di Ohio, Pennsylvania, West Virginia dan eastern states
lainnya, sulfur terdiri dari 3 sampai 10 % dari berat batu bara, beberapa batu
bara yang ditemukan di Wyoming, Montana dan negara-negara bagian sebelah barat
lainnya sulfur hanya sekitar 1/100ths (lebih kecil dari 1%) dari berat
batubara. Penting bahwa sebagian besar sulfur ini dibuang sbelum mencapai
cerobong asap.
Satu cara untuk membersihkan
batubara adalah dengan cara mudah memecah batubara ke bongkahan yang lebih
kecil dan mencucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik kecil di batu
bara disebut sebagai “pyritic sulfur ” karena ini dikombinasikan dengan besi
menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai “fool’s gold” dapat
dipisahkan dari batubara. Secara khusus pada proses satu kali, bongkahan
batubara dimasukkan ke dalam tangki besar yang terisi air , batubara mengambang
ke permukaan ketika kotoran sulfur tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan
“coal preparation plants” yang membersihkan batubara dari pengotor-pengotornya.
Tidak semua sulfur bisa dibersihkan
dengan cara ini, bagaimanapun sulfur pada batubara adalah secara kimia
benar-benar terikat dengan molekul karbonnya, tipe sulfur ini disebut “organic
sulfur,” dan pencucian tak akan menghilangkannya. Beberapa proses telah dicoba
untuk mencampur batubara dengan bahan kimia yang membebaskan sulfur pergi dari
molekul batubara, tetapi kebanyakan proses ini sudah terbukti terlalu mahal,
ilmuan masih bekerja untuk mengurangi biaya dari prose pencucian kimia ini.
Kebanyakan pembangkit tenaga listrik
modern dan semua fasilitas yang dibangun setelah 1978 — telah diwajibkan untuk
mempunyai alat khusus yang dipasang untuk membuang sulfur dari gas hasil
pembakaran batubara sebelum gas ini naik menuju cerobong asap. Alat ini
sebenarnya adalah “flue gas desulfurization units,” tetapi banyak orang
menyebutnya “scrubbers” — karena mereka men-scrub (menggosok) sulfur keluar
dari asap yang dikeluarkan oleh tungku pembakar batubara.
Membuang NOx dari batubara
Nitrogen secara umum adalah bagian
yang besar dari pada udara yang dihirup, pada kenyataannya 80% dari udara
adalah nitrogen, secara normal atom-atom nitrogen mengambang terikat satu sama
lainnya seperti pasangan kimia, tetapi ketika udara dipanaskan seperti pada
nyala api boiler (3000 F=1648 C), atom nitrogen ini terpecah dan terikat dengan
oksigen, bentuk ini sebagai nitrogen oksida atau kadang kala itu disebut
sebagai NOx. NOx juga dapat dibentuk dari atom nitrogen yang terjebak didalam
batubara.
Di udara, NOx adalah polutan yang
dapat menyebabkan kabut coklat yang kabur yang kadang kala terlihat di seputar
kota besar, juga sebagai polusi yang membentuk “acid rain” (hujan asam), dan
dapat membantu terbentuknya sesuatu yang disebut “ground level ozone”, tipe
lain dari pada polusi yang dapat membuat kotornya udara.
Salah satu cara terbaik untuk
mengurangi NOx adalah menghindari dari bentukan asalnya, beberapa cara telah
ditemukan untuk membakar barubara di pemabakar dimana ada lebih banyak bahan
bakar dari pada udara di ruang pembakaran yang terpanas. Di bawah kondisi ini
kebanyakan oksigen terkombinasikan dengan bahan bakar daripada dengan nitrogen.
Campuran pembakaran kemudian dikirim ke ruang pembakaran yang kedua dimana
terdapat proses yang mirip berulang-ulang sampai semua bahan bakar habis
terbakar. Konsep ini disebut “staged combustion” karena batubara dibakar secara
bertahap. Kadang disebut juga sebagai “low-NOx burners” dan telah dikembangkan
sehingga dapat mengurangi kangdungan Nox yang terlepas di uadara lebih dari separuh. Ada juga teknologi baru
yang bekerja seperti “scubbers” yang membersihkan NOX dari flue gases (asap)
dari boiler batu bara. Beberapa dari alat ini menggunakan bahan kimia khusus
yang disebut katalis yang mengurai bagian NOx menjadi gas yang tidak berpolusi,
walaupun alat ini lebih mahal dari “low-NOx burners,” namun dapat menekan lebih
dari 90% polusi Nox.
Pembakaran Batubara dengan
O2/CO2
Salah satu metode yang dapat menjadi
alternatif ialah pembakaran batubara menggunakan campuran O2/CO2. Keunggulan utama
dari metode ini yaitu adanya daur ulang aliran gas keluaran sehingga kandungan
CO2 pada aliran tersebut sangat tinggi, mencapai 95%. Dengan kandungan CO2 yang
tinggi, proses pemisahan karbondioksida menjadi lebih mudah dan ekonomis
dibandingkan pada pembakaran batubara konvensional (menggunakan udara) yang
hanya menghasilkan CO2 sekitar 13% pada gas keluaran. Gas keluaran dengan
kandungan CO2 sampai 95% bahkan dapat langsung digunakan untuk proses oil
enhanced recovery (EOR). Pembakaran batubara menggunakan campuran O2/CO2
ditampilkan pada gambar di bawah ini.
Batubara (fuel) dibakar dalam sebuah
combustion chamber dengan menggunakan campuran gas oksigen dan karbondioksida.
Oksigen didapatkan dari proses pemisahan nitrogen dan oksigen dari udara dalam
sebuah Air Separation Unit. Karbondioksida sendiri merupakan gas hasil
pembakaran batubara yang kembali dialirkan ke dalam combustion chamber. Aliran
recycle karbondioksida ini menyebabkan peningkatan konsentrasi gas
karbondioksida yang sangat signifikan di aliran keluaran sehingga memudahkan
proses pemisahan karbondioksida itu sendiri. Pemisahan karbondioksida dapat
diselenggarakan menggunakan metode konvensional seperti menggunakan CO2
absorber maupun metoda terkini seperti pemisahan dengan membran. Tingginya
konsentrasi CO2 di aliran umpan absorber atau membran akan memudahkan proses
pemisahan sehingga spesifikasi alat pemisah tidak terlalu memakan biaya besar.
Selain kandungan CO2 gas keluaran
yang tinggi, metode ini juga mempunyai efisiensi pembakaran karbon yang tinggi.
Hasil penelitian Liu (2005) menunjukkan bahwa pembakaran batubara menggunakan
media O2/CO2 menghasilkan efisiensi pembakaran karbon yang lebih tinggi
dibandingkan pembakaran batubara konvensional. Hal itu dibuktikan dari
kandungan karbon baik pada fly ash maupun bottom ash yang jauh lebih sedikit.
