KEGIATAN PENAMBANGAN BATUBARA
B. Metode Longwall
2. Peralatan Untuk Ekstraksi Batubara
4.2.3 TEKNIK PENAMBANGAN LAPISAN BATUBARA TIPIS
Penyebaran batubara tidak selalu seiring oleh kualitas dan ketebalan yang menggembirakan, karena sering dijumpai kualitas batubara di suatu daerah cukup tinggi sementara ketebalannya kurang dari 1 m, atau sebaliknya.
Ketebaan lapisan batubara berhubungan erat dengan teknik penggaliannya yang sudah barang tentu diarahkan pada efisiensi sistem penambangan yang secara ekonomi layak diterapkan. Sampai saat ini untuk menggali lapisan batubara dengan ketebalan kurang dari 1 m, baik pada tambang bawah tanah maupun terbuka, terbentur pada masalah pemilihan sistem penambangan yang ekonomis. Misalnya pada sistem longwall, alat pemotong batubara (shearer) paling kecil yang diproduksi mempunyai ketinggian 0.81 m, tentu alat ini tidak dapat digunakan pada lapisan batubara yang lebih tipis dari 0.81m. Pada tambang terbuka, lapisan penutup yang tebal umumnya menjadi kendala untuk menambang lapisan batubara yang tipis, bila ditinjau dari aspek ekonomi. Tetapi kendala pemilihan alat penggali lapisan batubara tipis telah dapat diatasi berkat kemajuan teknologi untuk merancang suatu alat pembajak batubara (flow) yang dapat digunakan untuk mengekstrak lapisan batubara dengan ketebalan 0.46m. Masalah yang timbul kemudian adalah bagaimana memanfaatkan alat bajak ini pada suatu sistem penambangan lapisan batubara yang tipis.
Diperkenalkan sistem penambangan Titik, yaitu suatu sistem yang dioperasikan secara jarak jauh (remote operations) dari suatu jenjang tempat meletakkan peralatan penambangan sehingga tidak ada personel dan penyangga yang diperlukan di dalam tambang. Sistem tersebut sampai sekarang masih dikaji dan terus dikembangkan dari segala aspek di beberapa Negara maju. Ada beberapa Negara yang telah mengoperasikan beberapa sistem penambangan lapisan batubara tipis, tetapi tidak menggunakan sistem penambangan yang sedang beroperasi tersebut merupakan bagian atau ide dari sistem penambangan Titik yang sedang dikaji. Cara penambangan lapisan batubara yang sedang beroperasi saat ini secara ekonomi sulit dapat diterima, tetapi cara tersebut terus dilakukan karena setiap pemerintah mempunyai kebijaksanaan berbeda dalam mengelola sumberdaya alam yang strategis yang dimilikinya. Beberapa system penambangan lapisan batubara tipis yang akan diperkenalkan pada tulisan ini adalah:
a. Sistem Tarik Kabel-Rantai b. Sistem Backfilling
c. Sistem Roof-fall Tolerant
Sistem pertama dari 3 sistem tersebut diatas telah diterapkan di Korea dan di bekas Negara Uni Soviet. Sedangkan dua sistem yang disebut kemudian masih merupakan konsep yang sedang dipelajari dan dikaji di Amerika Serikat.
a. Sistem Penambangan Tarik Kabel-Rantai
Sistem penambangan ini telah diterapkan di Korea untuk mengekstrak lapisan batubara dengan ketebalan antara 0.3 – 0.5 m dengan kemiringan 45o. Pada tahap persiapan penambangannya, bagian penting yang harus dibuat di samping komponen lain adalah pilar-pilar berdimensi 15,2 x 30,5 m diantara dua raise, yaitu pilar-pilar batubara yang kan dipotong menggunakan gesekan rantai penggali. Gambar 4.14. mengilustrasikan sistem penambangan tarik kabel-rantai di Korea.
Gambar 4.14.
Skema sistem Penambangan Tarik Kabel Rantai di Korea.
Pilar-pilar ini juga berfungsi sebagai penyangga sementara pada saat salah satu pilar sedang dipotong. Disamping itu harus dirancang pula dua corongan dibagian bawah pilar untuk menampung serpihan batubara.
Rantai pemotong batubara disambung dengan kabel yang dihubungkan ke mesin penggerak yang dapat menjalankan rantai pemotong tersebut maju mundur.
Mesin penggerak diletakkan pada level atas, sedangkan pada level bawah tersedia kendaraan penampung serpihan batubara hasil pemotongan. Penggalian dimulai dari bagian bawah pilar bergerak ke atas sehingga serpihan batubara mengalir karena gravitasi menuju dua buah corongan yang dapat menampung serpihan batubara tersebut dan siap dimuatkan secara periodic ke dalam kendaraan penampung. Diameter nominal rantai pemotong berkisar antara 100 sampai 200 mm yang sangat efektif digunakan untuk menggali lapisan batubara dengan ketebalan 0,5 m.
Sistem Tarik-Kabel Rantai yang diterapkan di bekas Negara Uni Soviet berbeda dalam hal cara penyanggaan dan arah penambangannya. Arah penggalian lapisan batubara dimulai dari level atas bergerak ke level bawah, sehingga serpihan batubara menumpuk pada level bawah dan siap diangkut ke permukaan. Pengontrolan lapisan atap menggunakan penyangga bertekanan udara (pneumatic support) yang dapat mengembang sampai ketinggian antara 0,2 – 0,4 m. Gambar 4.15 mengilustrasikan penerapan sistem penyangga bertekanan udara (pneumatic support) di bekas Uni Soviet.
Gambar 4.15
Skema Penerapan Sistem Penyangga Bertekanan Udara (Pneumatic Support)
Sistem penyanggaan ini terdiri dari satu set berisi empat kantong udara bagian dalam, satu set berisi empat kantong udara bagian luar dan sebuah kantong udara lebar pembatas. Penyangga dapat bergerak maju dengan cara sebagai berikut:
1. Pada posisi awal kantong udara bagian dalam dan luar mengembang dan menyangga atap, sedangkan kantong pembatas kosong (tidak diisi uadara). 2. Kantong udara bagian dalam dikosongkan dan batuan atap kemungkinan akan
runtuh. Setelah kantong tersebut benar-benar kosong, maka kantong udara bagian luar sedikit dikurangi volumenya, bersamaan dengan itu kantong pembatas diisi udara bagian luar bergerak maju.
3. Pada posisi akhir, kantong udara bagian luar dikembangkan lagi sampai maksimum. Kantong pembatas dikosongkan dan pada saat yang bersamaan kantong udara bagian dalam dikembangkan. Gambar 4.15 adalah Sketsa Penyangga Bertekanan Udara.
b. Sistem Penambangan Backfilling
Dua sistem yang disebutkan terdahulu hanya dapat diterapkan secara efektif pada lapisan batubara yang mempunyai kemiringan cukup tajam, sehingga serpihan batubara dapat mengalir hanya karena gaya gravitasi. Konsep system backfilling dipersiapkan untuk lapisan batubara tipis yang relatif datar, untuk itu harus dipersiapkan suatu sistem pengangkutan yang sesuai dengan ketebalan lapsan batubaranya. Gambar 4.16 merupakan sketsa sistem penambangan backfilling.
Teknik penggalian dan penyanggaan yang akan diterapkan mengacu pada sistem longwall, yaitu suatu sistem dengan proses penambangan dan pengangkutan bergerak maju dan meninggalkan runtuhan lapisan atap di belakang penyangga. Dengan pertimbangan tipisnya lapisan batubara dan penyangga yang harus dapat bergerak maju, maka sistem penyangga bertekanan udara diharapkan sebagai jawaban yang tepat. Dasar konsep ini menggunakan seoptimal mungkin teknik pengontrolan jarak jauh, baik terhadap mobilitas penyangga maupun penggalian, sehingga tidak diperlukan personil yang bekerja di dalam tambang.
Sebagai alat angkut serpihan batubara ke luar tambang akan digunakan Armoured Face Conveyor (AFC) yang lazim digunakan pada sistem longwall. Sedangkan alat galiannya adalah pembajak (plow) dipilih karena kemampuannya menggali batubara yang mempunyai ketebalan 0,46 m.
Gambar 4.16
Sketsa Sistem Penambangan Backfilling
c. Sistem Roof-fall Tolerant
Seperti halnya sistem backfilling, sistem Roof-fall Tolerant juga merupakan konsep yang sasaran utamanya tidak memerlukan adanya karyawan yang bekerja didalam tambang. Bahkan sistem ini dirancang tidak memerlukan penyangga sama sekali. Konsep sistem Rooffall Tolerant dibuat atas dasar hipotesis sisipan tipis, yaitu akan terbentuknya rongga dibelakang alat pemotong secara bertahap dan runtuhan atap terjadi pada toleransi jarak yang cukup aman.
Adanya toleransi jarak runtuhan tersebut merupakan keuntungan karena alat potong dan alat angkut tidak akan terjepit oleh runtuhan atap. Konsep sisipan tipis ini meliputi seluruh perangkat penambangan yang diperlukan antara lain rantai pemotong yang panjang dan bergerak memutar (looping) serta sistem pengangkutannya. Penggalian batubara bergerak darii satu arah sampai jarak tertentu, kemudian berbaliknya kearah yang berlawanan, begitu seterusnya sampai lapisan batubaranya habis.
Seluruh perangkat penambangan batubara digerakkan oleh mesin-mesin yang terletak di atas jenjang. Mesin penggerak rantai pemotong dan alat angkut terletak pada satu jenjang, sedangkan pada jenjang yang berseberangan terdapat mesin pembalik perangkat penambangan tersebut, pada saat yang sama juga terus bergerak maju untuk memberikan gaya dorong terhadap rantai pemotong yang berdiameter antara 100 – 150 mm. Gambar 4.17 adalah Sistem Penambangan Roof-Fall Tolerant.
Gambar 4.17