3 Apakah Bebatuan
C. Pembentukan Batu Bara
Minyak tanah sering digunakan untuk keperluan rumah tangga. Selain itu, ada gas elpiji yang fungsinya juga dapat untuk memasak dan juga dapat sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Selain minyak tanah dan gas, ada yang namanya batu bara. Saat ini batu bara menjadi alternatif sumber energi karena minyak dan gas termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui yang nantinya lama kelamaan akan habis.
Beberapa ahli sejarah meyakini bahwa batu bara pertama kali digunakan secara komersial di Cina. Ada laporan yang menyatakan bahwa suatu tambang di timur laut Cina menyediakan batu bara untuk mencairkan tembaga dan untuk mencetak uang logam sekitar tahun 1000 SM. Bahkan petunjuk paling awal tentang batu bara ternyata berasal dari filsuf dan ilmuwan Yunani yaitu Aristoteles, yang menyebutkan adanya arang seperti batu. Abu batu bara yang ditemukan di reruntuhan bangunan bangsa Romawi di Inggris juga menunjukkan bahwa batu bara telah digunakan oleh bangsa Romawi pada tahun 400 SM.
Apakah Bebatuan Sedimen? 59
Catatan sejarah dari Abad Pertengahan memberikan bukti pertama penambangan batu bara di Eropa, bahkan suatu perdagangan internasional batu bara laut dari lapisan batu bara yang tersingkap di pantai Inggris dikumpulkan dan diekspor ke Belgia. Selama Revolusi Industri pada abad 18 dan 19, kebutuhan akan batu bara amat mendesak. Penemuan revolusional mesin uap oleh James Watt, yang dipatenkan pada tahun 1769, sangat berperan dalam pertumbuhan penggunaan batu bara. Oleh karena itu, riwayat penambangan dan penggunaan batu bara tidak dapat dilepaskan dari sejarah Revolusi Industri, terutama terkait dengan produksi besi dan baja, transportasi kereta api dan kapal uap.
Namun, tingkat penggunaan batu bara sebagai sumber energi primer mulai berkurang seiring dengan semakin meningkatnya pemakaian minyak. Akhirnya, sejak tahun 1960 minyak menempati posisi paling atas sebagai sumber energi primer menggantikan batu bara. Meskipun demikian, bukan berarti bahwa batu bara akhirnya tidak berperan sama sekali sebagai salah satu sumber energi primer. Krisis minyak pada tahun 1973 menyadarkan banyak pihak bahwa ketergantungan yang berlebihan pada salah satu sumber energi primer, dalam hal ini minyak, akan menyulitkan upaya pemenuhan pasokan energi yang kontinyu. Selain itu, labilnya kondisi keamanan di Timur Tengah yang merupakan produsen minyak terbesar juga sangat berpengaruh pada fluktuasi harga maupun stabilitas pasokan. Keadaan inilah yang kemudian mengembalikan pamor batu bara
sebagai alternatif sumber energi primer, di samping faktor-faktor berikut.
1. Cadangan batu bara sangat banyak dan tersebar luas. Diperkirakan terdapat lebih dari 984 miliar ton cadangan batu bara terbukti di seluruh dunia yang tersebar di lebih dari 70 negara. Dengan perkiraan tingkat produksi pada tahun 2004 yaitu sekitar 4.63 miliar ton per tahun untuk produksi batu bara keras dan 879 juta ton per tahun untuk batu bara muda, maka cadangan batu bara diperkirakan dapat bertahan hingga 164 tahun. Sebaliknya, dengan tingkat produksi pada saat ini, minyak diperkirakan akan habis dalam waktu 41 tahun, sedangkan gas adalah 67 tahun. Di samping itu, sebaran cadangannya pun terbatas, yakni 68% cadangan minyak dan 67% cadangan gas dunia terkonsentrasi di Timur Tengah dan Rusia.
2. Negara maju dan negara berkembang terkemuka memiliki banyak cadangan batu bara. Berdasarkan data dari BP Statistical Review of Energy 2004, pada tahun 2003, 8 besar negara-negara dengan cadangan batu bara terbanyak adalah Amerika Serikat, Rusia, China, India, Australia, Jerman, Afrika Selatan, dan Ukraina.
3. Batu bara dapat diperoleh dari banyak sumber di pasar dunia dengan pasokan yang stabil.
4. Harga batu bara yang murah dibandingkan dengan minyak dan gas.
Apakah Bebatuan Sedimen? 61
6. Batu bara dapat ditumpuk di sekitar tambang, pembangkit listrik, atau lokasi sementara.
7. Teknologi pembangkit listrik tenaga uap batu bara sudah teruji dan andal.
8. Kualitas batu bara tidak banyak terpengaruh oleh cuaca maupun hujan.
9. Pengaruh pemanfaatan batu bara terhadap perubahan lingkungan sudah dipahami dan dipelajari secara luas sehingga teknologi batu bara bersih dapat dikembangkan dan diaplikasikan.
Gambar 3.13
Penambangan batu bara.
Batu bara adalah mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Oleh karena itu, batu bara termasuk dalam kategori bahan bakar fosil. Adapun proses yang mengubah tumbuhan menjadi batu bara tadi disebut dengan pembatu baraan.
Faktor tumbuhan purba yang jenisnya berbeda-beda sesuai dengan jaman geologi dan lokasi tempat tumbuh dan berkembangnya, ditambah dengan lokasi pengendapan (sedimentasi) tumbuhan, pengaruh tekanan batuan dan panas bumi serta perubahan geologi yang berlangsung kemudian, akan menyebabkan terbentuknya batu bara yang jenisnya bermacam-macam. Oleh karena itu, karakteristik batu bara berbeda-beda sesuai dengan lapangan batu bara dan lapisannya.
Pembentukan batu bara dimulai sejak periode pembentukan Karbon—dikenal sebagai zaman batu bara pertama— yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Kualitas dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’. Proses awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut, yang selanjutnya berubah menjadi batu bara muda atau disebut pula batu bara cokelat. Batu bara muda adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah.
Apakah Bebatuan Sedimen? 63
Gambar 3.14
Proses terbentuknya batu bara (coal).
Sumber: e-smartshool.com
Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, maka batu bara muda akan mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batu bara muda menjadi batu bara subbituminus. Perubahan kimiawi dan fisika terus berlangsung hingga batu bara menjadi lebih keras dan warnanya lebih hitam sehingga membentuk bituminus atau antrasit. Dalam kondisi yang tepat, peningkatan maturitas organik yang semakin tinggi terus berlangsung hingga membentuk antrasit. Dalam proses pembatu baraan, maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batu bara.
Batu bara yang berkualitas tinggi umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembapannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat sehingga kandungan energinya juga semakin besar.
Pemilihan metode penambangan sangat ditentukan oleh unsur geologi endapan batu bara. Saat ini, tambang bawah tanah menghasilkan sekitar 60% dari produksi batu bara dunia walaupun beberapa negara penghasil batu bara yang besar lebih menggunakan tambang permukaan. Tambang terbuka menghasilkan sekitar 80% produksi batu bara di Australia, sementara di AS, hasil dari tambang permukaan sekitar 67%.
Ada dua metode tambang bawah tanah: tambang room-and-pillar dan tambang longwall. Dalam tambang room-and-pillar, endapan batu bara ditambang dengan memotong jaringan ‘ruang’ ke dalam lapisan batu bara dan membiarkan ‘pilar’ batu bara untuk menyangga atap tambang. Pilar-pilar tersebut dapat memiliki kandungan batu bara lebih dari 40% walaupun batu bara tersebut dapat ditambang pada tahapan selanjutnya.
Penambangan batu bara tersebut dapat dilakukan dengan cara yang disebut retreat mining (penambangan mundur), yakni batu bara diambil dari pilar-pilar tersebut pada saat para penambang kembali ke atas. Atap tambang kemudian dibiarkan ambruk dan tambang tersebut ditinggalkan.
Tambang longwall mencakup penambangan batu bara secara penuh dari suatu bagian lapisan atau ‘muka’ dengan menggunakan gunting-gunting mekanis.Tambang longwall harus dilakukan dengan membuat perencanaan yang hati-hati untuk memastikan adanya geologi yang mendukung sebelum dimulai kegiatan penambangan. Kedalaman permukaan batu bara bervariasi di kedalaman 100—350m.
Apakah Bebatuan Sedimen? 65
Penyangga yang dapat bergerak maju secara otomatis dan digerakkan secara hidrolik sementara menyangga atap tambang selama pengambilan batu bara.
Setelah batu bara diambil dari daerah tersebut, atap tambang dibiarkan ambruk. Lebih dari 75% endapan batu bara dapat diambil dari panil batu bara yang dapat memanjang sejauh 3 km pada lapisan batu bara. Keuntungan utama dari tambang room–and-pillar daripada tambang longwall adalah, tambang room-and-pillar dapat mulai memproduksi batu bara jauh lebih cepat, dengan menggunakan peralatan bergerak dengan biaya kurang dari 5 juta dolar (peralatan tambang longwall dapat mencapai 50 juta dolar).
Pemilihan teknik penambangan ditentukan oleh kondisi tapaknya namun selalu didasari oleh pertimbangan ekonomisnya; perbedaan-perbedaan yang ada, bahkan dalam satu tambang dapat mengarah pada digunakannya kedua metode penambangan tersebut. Tambang permukaan hanya memiliki nilai ekonomis apabila lapisan batu bara berada dekat dengan permukaan tanah.
Batu bara ditambang dengan dua metode, yakni tambang permukaan atau ‘terbuka’ dan tambang bawah tanah atau ‘dalam’. Tambang terbuka memberikan proporsi endapan batu bara yang lebih banyak daripada tambang bawah tanah karena seluruh lapisan batu bara dapat dieksploitasi –90% atau lebih dari batu bara dapat diambil. Tambang terbuka yang besar dapat meliputi daerah berkilo-kilo meter persegi dan menggunakan banyak alat yang besar, termasuk: dragline (katrol penarik), yang memindahkan batuan permukaan; power shovel
(sekop hidrolik); truk-truk besar, yang mengangkut batuan permukaan dan batu bara; bucketwheel excavator (mobil penggali serok); dan ban berjalan.
Batuan permukaan yang terdiri dari tanah dan batuan dipisahkan pertama kali dengan bahan peledak; batuan permukaan tersebut kemudian diangkut dengan menggunakan katrol penarik atau dengan sekop dan truk. Setelah lapisan batu bara terlihat, lapisan batu bara tersebut digali, dipecahkan, kemudian ditambang secara sistematis dalam bentuk jalur-jalur. Kemudian, batu bara dimuat ke dalam truk besar atau ban berjalan untuk diangkut ke pabrik pengolahan batu bara atau langsung ke tempat batu bara tersebut akan digunakan.
Pengolahan batu bara yang langsung diambil dari bawah tanah disebut batu bara tertambang run-of-mine (ROM), sering memiliki kandungan campuran yang tidak diinginkan seperti batu dan lumpur dan berbentuk pecahan dengan berbagai ukuran. Namun, pengguna batu bara membutuhkan batu bara dengan mutu yang konsisten. Pengolahan batu bara–juga disebut pencucian batu bara (“coal benification” atau“coal washing”) mengarah pada penanganan batu barater tambang (ROM Coal) untuk menjamin mutu yang konsisten dan kesesuaian dengan kebutuhan pengguna akhir tertentu. Pengolahan tersebut bergantung pada kandungan batu bara dan tujuan penggunaannya. Batu bara tersebut mungkin hanya memerlukan pemecahan sederhana atau mungkin memerlukan proses pengolahan yang kompleks untuk mengurangi kandungan campuran.Untuk menghilangkan kandungan campuran, batu bara
Apakah Bebatuan Sedimen? 67
terambang mentah dipecahkan dan kemudian dipisahkan ke dalam pecahan dalam berbagai ukuran. Pecahan-pecahan yang lebih besar biasanya diolah dengan menggunakan metode ‘pemisahan media padatan’. Dalam proses demikian, batu bara dipisahkan dari kandungan campuran lainnya dengan diapungkan dalam suatu tangki berisi cairan dengan gravitasi tertentu, biasanya suatu bahan berbentuk mangnetit tanah halus. Setelah batu bara menjadi ringan, batu bara tersebut akan mengapung dan dapat dipisahkan, sementara batuan dan kandungan campuran lainnya yang lebih berat akan tenggelam dan dibuang sebagai limbah. Pecahan yang lebih kecil diolah dengan melakukan sejumlah cara, biasanya berdasarkan perbedaan kepadatannya seperti dalam mesin sentrifugal.
Mesin sentrifugal adalah mesin yang memutar suatu wadah dengan sangat cepat sehingga memisahkan benda padat dan benda cair yang berada di dalam wadah tersebut. Metode alternatif menggunakan kandungan permukaan yang berbeda dari batu bara dan limbah. Dalam ‘pengapungan berbuih’, partikel-partikel batu.
Definisi batuan permukaan adalah lapisan tanah dan batuan (strata) antara lapisan batu bara dan permukaan tanah.Tambang Longwall melibatkan pengambilan batu bara penuh dari suatu bagian lapisan dengan menggunakan gunting mekanis.
Tambang batu bara umumnya berada di daerah pedesaan. Tambang dan industri terkait lainnya biasanya merupakan salah satu, jika tidak, dari pemberi kerja yang terbesar di daerah yang bersangkutan. Diperkirakan bahwa industri batu bara
memperkerjakan lebih dari 7 juta orang di seluruh dunia, yakni 90% dari jumlah tersebut berada di negara-negara berkembang.Tidak hanya secara langsung memberi pekerjaan di seluruh dunia, tambang batu bara memberikan penghasilan dan menciptakan pekerjaan pada industri daerah lainnya yang berkaitan dengan tambang batu bara. Industri-industri tersebut menyediakan barang dan jasa kepada tambang batu bara, seperti bahan bakar, listrik, dan peralatan atau memberikan penghasilan bagi para karyawan tambang batu bara.Tambang batu bara berskala besar memberikan sumber penghasilan daerah yang penting mines dalam bentuk upah, program masyarakat dan masukan-masukan pada produksi di perekonomian daerah setempat. Meskipun demikian, pertambangan dan pengambilan energi kadang-kadang dapat menimbulkan konflik penggunaan lahan dan kesulitan-kesulitan pembinaan hubungan dengan sekitarnya dan masyarakat setempat. Banyak konflik mengenai penggunaan lahan yang dapat diselesaikan dengan menekankan bahwa penambangan hanyalah penggunaan lahan secara sementara.
Batu bara adalah termasuk salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri atas karbon, hidrogen, dan oksigen.