DRAFT LAPORAN KEGIATAN
KONSEP PEDOMAN
PENGELOLAAN PENIMBUNAN
BATUAN PENUTUP DI
PERTAMBANGAN MINERAL
INDONESIA
Oleh : Marsen Alimano
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI
MINERAL DAN BATUBARA
i
KATA PENGANTAR
Laporan ini dibuat sebagai pelaksanaan kegiatan Program Teknologi Eksploitasi Tambang dan Pengelolaan Sumber Daya Tahun Anggaran 2011. Lokasi penelitian dilakukan di PT. Newmont Nusa Tenggara, Kabupaten Sumbawa Barat, Provinsi Nusa Tenggara Barat dan PT. Avocet Bolaang Mongondow, Kabupaten Bolaang Mongondow Timur, Provinsi Sulawesi Utara.
Pada kegiatan pertambangan batuan penutup atau overburden yang diambil secara langsung menyebabkan perubahan bentang alam berupa timbulnya lubang besar yang pada akhir pengerjaan penambangan akan ditutup kembali dan direklamasi. Untuk mengurangi dampak negatif dari pengelolaan penimbunan batuan penutup diperlukan suatu panduan atau pedoman yang baik dan benar tentang kegiatan tersebut, dilakukan kajian kondisi dan teknologi kegiatan penimbunan batuan penutup di tambang terbuka beserta permasalahannya sehingga diketahui metode yang digunakan dan kesulitan yang dihadapi oleh pelaku kegiatan.
Atas bantuan dan terjalinnya hubungan yang baik, kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu sehingga laporan ini dapat diselesaikan sesuai dengan rencana. Semoga hasil kegiatan penelitian ini dapat bermanfaat.
Bandung, Desember 2011
Kepala Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara
ii
SARI
Pada kegiatan pertambangan yang mengeksploitasi sumber daya alam secara langsung menyebabkan terjadinya perubahan bentang alam. Batuan penutup atau overburden
yang diambil pada kegiatan penambangan dapat menimbulkan lubang besar pada akhir pengerjaan penambangan. Untuk mengurangi dampak negatif adanya lubang-lubang besar tersebut maka dilakukan kegiatan penimbunan (backfilling) dalam rangkaian kegiatan reklamasi lahan bekas tambang. Untuk mengurangi dampak negatif dari pengelolaan penimbunan batuan penutup diperlukan suatu panduan atau pedoman yang baik dan benar tentang kegiatan tersebut. Kegiatan ini bertujuan mengetahui kondisi dan teknologi kegiatan penimbunan batuan penutup di tambang terbuka mineral beserta permasalahannya sehingga diketahui metode yang digunakan dan kesulitan yang dihadapi oleh pelaku kegiatan. Lokasi kegiatan dilakukan di PT. Newmont Nusa Tenggara (PT. NNT), Sumbawa Barat, Nusa Tenggara Barat dan PT. Avocet Bolaang Bongondow (PT. ABM), Bolaang Mongondow Timur, Sulawesi Utara. Pelaksanaan kegiatan meliputi pengumpulan data primer dan sekunder di tiap lokasi, seperti data analisis PAF/NAF (potentially acid forming/non potentially acid forming),
cross section daerah tambang, peta geologi, peta topografi, peta penampungan air, peta penimbunan batuan penutup, data eksplorasi, dan data analisa kestabilan lereng timbunan.
Dari hasil studi diketahui perusahaan tambang telah memiliki pedoman pelaksanaan pengelolaan penimbunan batuan penutup namun ada pula perusahaan yang mengalami kendala teknis dalam hal pelaksanaan pengelolaan penimbunan batuan penutupnya dilihat dari hasil uji geomekanik, geofisik, dan geometri lereng yang memiliki potensi stabil tetapi mengalami longsoran.
iii
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
1
1.
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Pembangunan yang berwawasan lingkungan telah menjadi kebutuhan dan tuntutan global yang harus dilaksanakan termasuk kegiatan pertambangan yang mengeksploitasi sumber daya alam secara langsung. Salah satu tugas dalam Kelompok Bidang Keahlian Lingkungan Pertambangan Mineral dan Batubara adalah melaksanakan kegiatan pengkajian dan pengembangan serta perekayasaan di bidang teknologi lingkungan pertambangan. Kegiatan ini bertujuan untuk mendukung kegiatan di sektor pertambangan dan lingkungan hidup dalam mempersiapkan pedoman kerja pendukung peraturan pemerintah sehubungan dengan telah disahkannya Undang-Undang No. 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara, Undang-Undang Lingkungan No. 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan, dan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 18 Tahun 2008 tentang Reklamasi dan Penutupan Tambang.
Pada saat ini rancangan peraturan pemerintah yang dirasakan cukup mendesak dan harus segera dikeluarkan adalah tentang Reklamasi dan Pasca Tambang. Untuk menunjang peraturan pemerintah itu diperlukan suatu pedoman kerja yang mendukung, salah satunya adalah tentang penanganan dan pengelolaan tanah penutup.
Kegiatan penambangan mineral yang dilaksanakan di Indonesia banyak yang dikerjakan dengan cara tambang terbuka (open pit mining). Batuan penutup
(overburden) yang diambil pada kegiatan penambangan dapat menyebabkan
perubahan bentang alam berupa timbulnya lubang besar yang pada akhir pengerjaan penambangan akan ditutup kembali dan direklamasi. Kegiatan yang menyebabkan terjadinya perubahan bentang alam tersebut akan sangat mengganggu kondisi lingkungan di daerah pertambangan. Untuk mengurangi dampak negatif dari adanya lubang-lubang besar tersebut, dilakukan kegiatan penimbunan kembali (backfilling) dalam rangkaian kegiatan reklamasi lahan bekas tambang. Guna mengurangi dampak negatif dari pengelolaan penimbunan batuan penutup, diperlukan suatu panduan atau pedoman yang baik dan benar tentang kegiatan tersebut.
1.2. TUJUAN
Tujuan dari kegiatan Konsep Pedoman Pengelolaan Penimbunan Batuan Penutup Di Pertambangan Mineral Indonesia ini adalah mengetahui kondisi dan teknologi kegiatan penimbunan batuan penutup di tambang terbuka mineral, khususnya penambangan emas beserta permasalahannya sehingga diketahui kesulitan yang dihadapi oleh pelaku kegiatan dan diperoleh pengetahuan teknis yang memadai dalam pelaksanaannya.
1.3. SASARAN
2
Membuat rancangan (konsep) awal penyusunan pedoman teknis pengelolaan penimbunan batuan penutup pada tambang terbuka mineral, dalam hal ini penambangan emas, sehingga diharapkan kelak perusahaan tambang tidak memiliki kendala pada pelaksanaan penimbunan batuan penutupnya.
Perusahaan tambang dapat menentukan pengelolaan batuan penutup yang paling cocok, ekonomis, dan efisien sesuai kondisi daerah.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
Batuan penutup adalah batuan yang merupakan hasil samping pada proses penambangan bahan galian. Batuan ini umumnya tidak bernilai ekonomis atau bernilai ekonomis kecil, yang membungkus atau mengelilingi sebuah cadangan mineral atau batubara. Batuan penutup ditempatkan pada daerah-daerah yang memungkinkan dan sedekat mungkin dengan kegiatan tambang terbuka untuk menekan biaya angkut atau transportasinya.
Multi karakteristik dari sebuah penambangan mineral emas adalah beragamnya nilai potensi pembentukan asam dari batuan yang melingkupi mineral berharganya sehingga tidak dapat ditentukan tingkat keasaman (pH) suatu daerah tambang mineral sebelum dilakukan analisis geokimia batuannya. Untuk menentukan suatu cara penimbunan yang sesuai bagi segala aktivitas paska tambang diperlukan suatu pelaksanaan pengelolaan terintegrasi yang baik dan benar dari suatu kegiatan penimbunan batuan penutup tersebut, dimulai dari perencanaan yang cermat hingga pengawasan (monitoring) berkala setelah rangkaian kegiatan tersebut selesai dilaksanakan. Hal yang paling dikhawatirkan oleh pelaku penambangan dalam mengelola batuan penutup adalah dampak negatif dari kegiatannya, misal penempatan batuan sulfidis yang berpotensi menciptakan air asam tambang dan kegagalan kestabilan lereng, karena akan berimbas kepada pembengkakan anggaran dan sanksi pemerintah.
2.1. AIR ASAM TAMBANG
Salah satu isu penting dalam pengelolaan lingkungan yang sering dihadapi oleh industri pertambangan adalah masalah air asam tambang (AAT) atau acidminedrainage (AMD) atau acid rock drainage (ARD) karena dampak lingkungan yang ditimbulkannya bisa menjadi permasalahan dalam jangka panjang.
Air asam tambang adalah air asam yang diakibatkan oleh aktivitas penambangan. Pada kegiatan penambangan, dapat berupa air larian permukaan (run off) atau penirisan (drainage) di daerah tambang yang bersifat asam dengan kadar logam tinggi. AAT terbentuk sebagai akibat teroksidasinya senyawa belerang dari batuan oleh udara secara alamiah menjadi belerang dioksida (SO2) dan pada kondisi kelembapan tinggi
SO2 diubah menjadi asam sulfat (H2SO4) melalui proses hidrolisis.
Eksploitasi mineral logam seperti tembaga, emas, dan perak pada industri pertambangan bisa memicu permasalahan AAT batuan penutup ataupun batuan
3 bukan merupakan hal baru dalam pertambangan, pada kenyataannya hingga saat ini penerapan pencegahan dan pengelolaannya seringkali sulit dilaksanakan.
2.1.1. Mekanisme Pembentukan AAT
Pembentukan AAT merupakan suatu reaksi kimia yang kompleks meliputi aspek geologi, hidrologi, kimia, dan teknologi penambangan yang diterapkan. Pembentukan AAT dipengaruhi oleh beberapa hal, seperti susunan batuan daerah tambang, keterdapatan dan intrusi air, metode penambangan, komposisi geokimia batuan, dan faktor alaminya. Secara umum reaksi pembentukan AAT adalah sebagai berikut:
(1)
Reaksi pembentukan AAT tersebut terjadi apabila mineral besi disulfida (pirit) terpapar oleh air dan oksigen. Selain pirit, mineral sulfida lain yang berpotensi menjadi sumber AAT adalah pirotit (FexSx), kalkosit (Cu2S), markasit (FeS2), kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), molibdenit (MoS2), milerit (NiS), galena (PbS), dan spalerit (ZnS). Beberapa mekanisme reaksi yang terjadi dalam pembentukan AAT: - (2)
(3)
(4)
- (5)
Pada reaksi (2) besi sulfida teroksidasi hingga terbentuk besi fero, sulfat, dan ion hidrogen. Pada reaksi (3), besi fero hasil reaksi (2) teroksidasi kembali membentuk besi feri. Reaksi (3) berlangsung lebih lambat tergantung dari tingkat keasaman, dan apabila terdapat bakteri Acidithiobacillus, akan terjadi percepatan proses hingga jutaan kali. Beberapa bakteri yang memiliki peranan percepatan reaksi dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Reaksi (4) terjadi hidrolisis besi, yaitu terjadi pemisahan molekul air. Besi feri hasil dari reaksi (3) terhidrolisis menjadi feri hidroksida. Besi feri hasil reaksi (3) dapat pula secara langsung bereaksi dengan pirit seperti ditunjukkan pada reaksi (5).
4 tanpa kehadiran oksigen. Dengan demikian reaksi (3) merupakan reaksi penentu dalam keseluruhan reaksi/proses.
Tabel 2.1. Bakteri pemercepat reaksi oksidasi bijih sulfida
Jenis Bakteri Suasana pH Kondisi Suhu, C
Acidithiobacillusferrooxidans 0,5 - 6,0 10 - 37
Acidithiobacillusthiooxidans 0,5 - 6,0 10 - 37
Acidithiobacillusintermedius 1,9 - 7,0 25 - 35
Acidithiobacillusperometabolis 2,8 - 6,8 25 - 35
Acidithiobacillusneapolitanus 3,0 - 8,5 8 - 37
2.1.2. Faktor yang Memengaruhi Pembentukan Air Asam Tambang
Pembentukan AAT ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu:
Faktor primer, merupakan faktor pembentuk langsung AAT, yaitu komposisi batuan yang meliputi sifat fisik dan kimia, air, dan oksigen.
Faktor sekunder, merupakan faktor yang mencegah atau mengurangi pembentukan AAT. Mineral karbonat merupakan salah satu contoh mineral alkali yang dapat mengontrol atau mencegah pembentukan AAT.
Faktor tersier, merupakan faktor alami yang dapat berpengaruh secara signifikan atau mempercepat laju pembentukan AAT, seperti curah hujan, aliran run off, dan aktivitas mikroorganisme.
2.1.3. Prediksi Potensi Pembentukan AAT
Kecenderungan pembentukan AAT ini dapat diprediksi sejak awal kegiatan pertambangan. Secara umum teknik prediksi dikategorikan dalam 3 (tiga) kelompok, yaitu:
Penilaian secara geologis
Tes geokimia statik
Tes geokimia kinetik
2.1.3.1. Penilaian Secara Geologis
Persamaan deposit antara satu deposit dengan lainnya dalam suatu lingkungan pembentuk formasi batuan yang sama (paleoenvironmental) dapat memerkirakan potensi pembentuk air asam tambang. Contoh deposit di lokasi Bukit Suharto dengan lokasi lain (formasi Balikpapan) yang berjauhan apabila paleoenvironmental-nya sama maka dapat dilakukan pendekatan asumsi bahwa pembentukan air asam tambangnya tidak berbeda jauh.
5
keadaan oksidasi mineral
kandungan mineral sulfida
kandungan mineral karbonat
alterasi dan kekerasan batuan
Faktor-faktor tersebut menyediakan informasi yang dibutuhkan dalam pengklasifikasian cadangan mineral yang berpotensi untuk menghasilkan AAT.
2.1.3.2. Tes Geokimia Statik
Tes statik merupakan tes penentuan potensi asam pada material buangan tambang yang relatif mudah, cepat, dan murah. Tes statik mengevaluasi keseimbangan antara proses pembentukan asam (oksidasi material sulfida) dan proses penetralan asam (disolusi karbonat basa). Terdapat dua pendekatan pada tes statik, yaitu prosedur penghitungan asam basa dan prosedur oksidasi langsung hidogen peroksida. Terdapat banyak pendekatan asam basa yang digunakan, tetapi yang umum digunakan di negara-negara Asia Pasifik adalah metode potensi produksi asam bersih (Net Acid Producing Potential/NAPP). Akhir-akhir ini tes pembentukan total asam berdasar hidrogen peroksida (The Hydrogen Peroxide-based Net Acid Generation/NAG) lebih banyak digunakan karena tidak hanya sebagai tes lapangan atau pengisbatan saja, tetapi juga sebagai aplikasi prediksi mineral sulfida yang reaktif.
PerhitunganAsamBasa(Acid-BaseAccounting)
Perhitungan Asam Basa (Acid-BaseAccounting) adalah uji statik yang bertujuan untuk menentukan kemampuan suatu percontoh dalam menetralkan dan memproduksi asam secara kuantitatif.
PotensiKeasamanMaksimum(MaximumPotentialAcidity,MPA)
Potensi Keasaman Maksimum (Maximum Potential Acidity, MPA) adalah nilai yang dihitung berdasarkan stoikiometri reaksi oksidasi belerang dengan asumsi reaksi berlangsung sempurna.
KapasitasPenetralanAsam(AcidNeutralisingCapacity,ANC)
Kapasitas Penetralan Asam (AcidNeutralisingCapacity, ANC) adalah kemampuan percontoh dalam pembentukan bufer atau menetralkan asam, yang disebabkan adanya mineral karbonat dalam contoh batuan.
NetAcidProducingPotential (NAPP)
6 - - - (6)
Keterangan:
MPA adalah (%S x 30,6)
NAPP dapat dikalkulasi menggunakan total sulfur, total sulfida sulfur atau kandungan sulfur pirit. MPA dihitung dari total sulfur pirit di dalam batuan dan berdasarkan perhitungan dari persamaan reaksi oksidasi pirit, dimana 1% sulfur pirit setara dengan 30,6 kg H2SO4 per ton batuan. ANC didapat dari reaksi
beberapa berat percontoh batuan dengan larutan standar HCl yang selanjutnya dititrasi dengan larutan standar NaOH. Formula ANC adalah sebagai berikut:
-
-
(7)
Keterangan:
V = volume H2SO4 yang ditambahkan selama titrasi
M = konsentrasi H2SO4
W = berat percontoh
NetAcidGeneration (NAG)
Tes ini secara langsung mengevaluasi potensi pembentukan asam bersih tanpa mengukur potensi pembentukan asam dan kapasitas netralisasi asam secara terpisah. Tes ini pun dilakukan untuk menghitung reaktivitas pembentukan asam pada kandungan sulfur percontoh. Metode pengujiannya adalah dengan cara menambahkan hidrogen peroksida (H2O2) pada percontoh batuan untuk
mengoksidasi sulfida yang reaktif, selanjutnya dilakukan pengukuran pH.
pHPasta
pH pasta merupakan analisis pembentukan asam yang biasanya dilakukan secara in-situ selama 16 hingga 24 jam. Tes ini dilakukan dengan cara merendam percontoh batuan ke dalam akuades. Nilai pH pasta tidak dapat dijadikan tolok ukur sebagai nilai pembentuk asam yang valid karena pembentukannya yang singkat dan kemungkinan terjadinya penetralan yang kecil, maka nilai pH pasta hanya digunakan sebagai gambaran umum karakteristik geokimia percontoh dalam bentuk mentah.
2.1.3.3. Tes Geokimia Kinetik
7 untuk menyimulasi proses pelapukan yang mengarah kepada kondisi asam berdasarkan kondisi lapangan dengan kontrol secara laboratorium.
Tujuan utama dari tes kinetik adalah:
menyediakan data kinetik dan nilai terkini dari kecepatan reaksi pembentukan asam dan penetral asam dalam kondisi laboratorium atau lapangan.
menyediakan data pelepasan logam yang terlindi dan kualitas drainase/rembesannya.
untuk mengevaluasi dan mendapatkan estimasi terbaik dari bermacam opsi pengelolaan seperti penutupan (covers), pengapuran (liming), pelapisan (layering), penggenangan (inundation), dan penambahan bahan kimia (surfaktan).
HumidityCell
Tes yang digunakan dalam penentuan laju pembentukan asam. Tes ini menggunakan media kayu yang memiliki saluran udara masuk dan keluar.
SoxheletExtraction
Tes dengan menyimulasikan pelapukan geokimia pada percontoh dengan menggunakan peralatan ekstraksi Soxhelet.
ColumnTest
Dilakukan dengan meletakkan material di dalam bejana silinder atau semacamnya. Siklus lembap dan kering dibuat dengan penambahan air destilat dan pemanasan dengan lampu.
BatchReactor
Batuan dan air dilarutkan dalam bejana (flask). Bejana dikocok kontinyu kemudian larutan (biasanya air destilat) diambil per interval waktu dan dianalisis beberapa parameter seperti pH, sulfat, dan logam terlarut.
FieldScale
Pengujian yang dilakukan dengan kondisi yang mendekati keadaan sebenarnya. Uji tidak mengurangi ukuran partikel dengan tujuan pendekatan yang mendekati sempurna sesuai kondisi nyata di lapangan.
2.1.4. Pengelolaan Air Asam Tambang
2.1.4.1. Filosofi Penanganan AAT
8
Tiap daerah tambang memiliki perbedaan atau keunikan sendiri, antara lain dalam hal faktor geologi, iklim, dan topografi.
Mineral sulfida tidak selalu sama reaksinya dalam pembentukan AAT.
Prinsip-prinsip dasar dalam pengelolaan AAT adalah pencegahan, penanggulangan, dan pemantauan. Ketiga prinsip dasar tersebut merupakan suatu rangkaian kegiatan yang berlangsung secara integral karena tidak ada satupun prinsip yang dapat secara sempurna berdiri sendiri dalam pengelolaan AAT.
2.1.4.2. Pencegahan
Pada kegiatan pencegahan, hal yang sangat penting untuk diketahui adalah cara penambangan yang terintegrasi, mulai dari kegiatan eksplorasi, perencanaan tambang, hingga rencana reklamasi di akhir kegiatan pertambangan.
Secara umum konsep pencegahan terbentuknya AAT adalah pengendalian oksidasi mineral sulfida dan reaksi turunannya. Perlakuan pertama pencegahan adalah penerapan kaidah pertambangan yang baik dan benar, termasuk fase pembersihan lahan (landclearing) yang sesuai aturan. Langkah selanjutnya yang harus diperhatikan adalah pengontrolan kontak antara oksigen dan air dengan mineral sulfida. Langkah-langkah yang umum dilakukan dalam pencegahan ini adalah penerapan metode penutup kering (dry cover method) dan metode penutup basah (wet cover method) dalam penimbunan batuan penutupnya.
MetodePenutupKering
Metode penutupan kering merupakan metode penutupan batuan berpotensi pembentuk asam dengan batuan netral atau pengonsumsi asam (basa) yang selanjutnya dipadatkan. Metode ini memiliki implikasi bahwa potensi air asam tambang harus diketahui sebelum penambangan dilakukan, termasuk lokasi dan ketebalan dari material tersebut di dalam cadangan batuan.
Beberapa jenis metode penutup kering adalah:
Enkapsulasi; penutupan batuan berpotensi pembentuk asam dengan batuan netral atau pengonsumsi asam. Metode ini lebih sering dilakukan karena kemudahannya.
In-pit disposal; dilakukan pada lokasi pit yang luas atau berdekatan. Metode ini memanfaatkan areal di dalam pit yang telah digunakan tetapi mencukupi untuk dijadikan areal pembuangan.
Mixing disposal; pencampuran batuan berpotensi pembentuk asam dengan pengonsumsi asam. Cara ini jarang dilakukan karena kesulitan kondisi geologi dan kemajuan tambangnya serta potensi perubahan batuan penetral menjadi batuan berpotensi pembentuk asam.
Kelebihan metode penutup kering:
9
Pelaksanaan teknis dapat dilakukan dengan peralatan sederhana atau konvensional.
Kelemahan metode penutup kering:
Memerlukan penjadwalan penimbunan yang tepat dengan adanya sinkronisasi antara rencana penambangan dengan rencana penimbunan. Metode ini tidak cocok untuk kegiatan penambangan yang tidak terduga (penambangan dilakukan sesuai permintaan konsumen).
Kuantitas batuan netral atau basa harus dipastikan dapat melingkupi atau menutupi batuan asam sesuai dimensi perencanaan.
Tingkat pemadatan/kompaksi harus dihitung dan diukur secara benar.
MetodePenutupBasah
Metode penutup basah merupakan metode yang dilakukan dengan cara penempatan batuan penutup berpotensi pembentuk asam ke dalam suatu area penimbunan dan menggenanginya dengan air. Metode ini cocok untuk daerah cekungan dan/atau memiliki curah hujan yang cukup tinggi.
Kelebihan metode penutup basah:
Ramah lingkungan.
Dapat memanfaatkan rawa alami untuk mengurangi biaya (apabila diizinkan oleh Kementerian Lingkungan Hidup).
Kelemahan metode penutup basah:
Memerlukan area yang relatif luas.
Memerlukan biaya tinggi untuk pemindahan batuan apabila area timbunan terletak jauh dari lokasi penambangan.
2.1.4.3. Penanggulangan
Tujuan utama dari penanggulangan air asam tambang adalah mengelola air asam tambang yang terbentuk sehingga pada akhirnya bisa memenuhi baku mutu lingkungan yang dipersyaratkan. Penanggulangan yang umum diterapkan adalah pembubuhan kapur (Anoxic LimestoneDrain) dan rawa/lahan basah buatan (artificial wetland).
2.1.4.4. Pemantauan
10
2.2. KESTABILAN LERENG
Kestabilan/kemantapan lereng merupakan faktor yang sangat penting dalam pekerjaan yang berhubungan dengan penggalian dan penimbunan tanah, batuan dan bahan galian, karena menyangkut persoalan keselamatan manusia (pekerja), keamanan peralatan serta kelancaran produksi, dan untuk kegiatan tambang yang berdekatan dengan perkampungan atau pemukiman juga dapat menyangkut keselamatan jiwa dan bangunan sipil umum.
Dalam operasi penambangan, masalah kemantapan lereng ini akan ditemukan pada penggalian tambang terbuka, bendungan untuk cadangan air kerja, tempat penimbunan limbah buangan (tailing disposal) dan penimbunan bijih (stockyard). Apabila lereng-Iereng yang terbentuk sebagai akibat dari proses penambangan (pit slope) maupun yang merupakan sarana penunjang operasi penambangan (seperti bendungan dan jalan) tidak stabil, maka akan mengganggu kegiatan produksi.
Analisis kemantapan lereng merupakan suatu bagian yang penting untuk mencegah terjadinya gangguan terhadap kelancaran produksi maupun terjadinya bencana yang fatal. Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan umumnya berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul dari dalam. Bila karena sesuatu sebab mengalami perubahan keseimbangan akibat pengangkatan, penurunan, penggalian, penimbunan, erosi atau aktivitas lain, maka tanah atau batuan itu akan berusaha untuk mencapai keadaaan yang baru secara alamiah. Cara ini biasanya berupa proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk longsoran-Iongsoran atau gerakan-gerakan lain sampai tercapai keadaaan keseimbangan yang baru. Pada tanah atau batuan dalam keadaan tidak terganggu (alamiah) telah bekerja tegangan-tegangan vertikal, horisontal, dan tekanan air dari pori. Ketiga hal di atas mempunyai peranan penting dalam membentuk kestabilan lereng.
Tanah dan/atau batuan memunyai sifat-sifat fisik asli tertentu, seperti sudut geser dalam (angleofinternalfriction), gaya kohesi, dan bobot isi yang juga sangat berperan dalam menentukan kekuatan tanah dan memengaruhi kemantapan lereng. Oleh karena itu dalam upaya untuk melakukan analisis kemantapan lereng harus diketahui dengan pasti sistem tegangan yang bekerja pada tanah atau batuan dan juga sifat-sifat fisik aslinya. Dengan pengetahuan dan data tersebut, dapat dilakukan analisis kelakuan tanah atau batuan tersebut jika digali atau "diganggu". Setelah itu, bisa ditentukan geometri lereng yang diperbolehkan atau mengaplikasikan cara-cara lain yang dapat membantu lereng tersebut menjadi stabil dan mantap.
Dalam menentukan kestabilan atau kemantapan lereng dikenal istilah faktor keamanan (safety factor). Faktor keamanan merupakan perbandingan antara gaya-gaya yang menahan gerakan terhadap gaya-gaya-gaya-gaya yang menggerakkan tanah tersebut. Nilai faktor keamanan dirumuskan sebagai berikut:
11 FK > 1,0 : lereng dalam keadaan mantap
FK = 1,0 : lereng dalam keadaan seimbang dan siap untuk longsor FK < 1,0 : lereng tidak mantap
Namun demikian, Indonesia memiliki standar angka faktor keamanan yang ditetapkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum seperti tercantum pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Faktor keamanan minimum kemantapan lereng
Resiko Kondisi Beban
Parameter Kuat Geser
Maksimum Sisa
Teliti Kurang Teliti Teliti Kurang Teliti
Tinggi Dengan gempa 1,50 1,75 1,35 1,50
Sumber : Departemen Pekerjaan Umum, 2001 Keterangan:
Resiko Tinggi apabila ada konsekuensi terhadap manusia cukup besar (ada kemungkinan) dan/atau bangunan sangat mahal dan/atau sangat penting
Resiko Menengah apabila ada konsekuensi terhadap manusia tetapi sedikit (bukan pemukiman) dan/atau bangunan tidak begitu mahal dan/atau tidak begitu penting
Resiko Rendah apabila tidak ada konsekuensi terhadap manusia dan bangunan (sangat murah)
Kuat Geser Maksimum adalah harga puncak dan dipakai bila massa tanah/batuan yang berpotensi longsor tidak memunyai bidang diskontinuitas dan belum pernah mengalami gerakan
Kuat Geser Sisa digunakan apabila massa tanah/batuan yang berpotensi longsor memunyai bidang diskontinuitas dan/atau pernah bergerak (walaupun tidak memunyai bidang diskontinuitas) Nilai FK yang dikeluarkan oleh Departemen Pekerjaan Umum (kini Kementerian
Pekerjaan Umum) bisa dijadikan acuan untuk keadaan dan lokasi tambang yang berada dekat perkampungan atau pemukiman umum.
Jadi dalam menganalisis kemantapan lereng akan selalu berkaitan dengan perhitungan untuk mengetahui angka faktor keamanan dari lereng tersebut. Ada beberapa faktor yang memengaruhi kemantapan lereng, antara lain:
Penyebaranbatuan
12 analisis. Misalnya kemiringan lereng yang terdiri dari pasir pasti akan berbeda dengan lereng yang terdiri dari lempung atau campurannya.
Strukturgeologi
Struktur geologi yang memengaruhi kemantapan lereng dan perlu diperhatikan dalam analisis adalah struktur regional dan lokal. Struktur ini mencakup sesar, kekar, bidang perlapisan, sinklin dan antiklin, ketidakselarasan, dan liniasi. Struktur ini sangat memengaruhi kekuatan batuan karena umumnya merupakan bidang lemah pada batuan tersebut dan merupakan tempat rembesan air yang memercepat proses pelapukan.
Morfologi
Keadaan morfologi suatu daerah akan sangat memengaruhi kemantapan lereng di daerah tersebut. Morfologi yang terdiri dari keadaan fisik, karakteristik dan bentuk permukaan bumi, sangat menentukan laju erosi dan pengendapan yang terjadi, menentukan arah aliran air permukaan maupun air tanah dan proses pelapukan batuan.
Iklim
Iklim memengaruhi temperatur dan jumlah hujan, sehingga berpengaruh pula pada proses pelapukan. Daerah tropis yang panas dan lembap dengan curah hujan tinggi akan menyebabkan proses pelapukan batuan jauh lebih cepat daripada daerah sub-tropis. Karena itu ketebalan tanah di daerah tropis lebih tebal dan kekuatannya lebih rendah dari batuan segarnya.
Tingkatpelapukan
Tingkat pelapukan memengaruhi sifat-sifat asli dari batuan, misal angka kohesi, besarnya sudut geser dalam, dan bobot isi. Semakin tinggi tingkat pelapukan maka kekuatan batuan akan menurun.
Faktormanusia
Selain faktor alami, manusia juga memberikan andil yang tidak kecil. Misalnya, suatu lereng yang awalnya mantap, karena manusia menebangi pohon pelindung, pengolahan tanah yang tidak baik, saluran air yang tidak baik, penggalian/tambang, dan lainnya menyebabkan lereng tersebut menjadi tidak mantap, sehingga erosi dan longsoran mudah terjadi.
Pada dasarnya longsoran akan terjadi karena dua sebab, yaitu naiknya tegangan geser dan menurunnya kekuatan geser (shearstrenght). Adapun faktor yang dapat menaikkan tegangan geser adalah:
13
Penambahan tegangan, antara lain karena penambahan beban, tekanan air rembesan, dan penumpukan;
Gaya dinamik, yang disebabkan oleh gempa dan getaran lainnya;
Pengangkatan atau penurunan regional, yang disebabkan oleh gerakan pembentukan pegunungan dan perubahan sudut kemiringan lereng;
Pemindahan penyangga, yang disebabkan oleh pemotongan tebing oleh sungai, pelapukan dan erosi di bawah permukaan, kegiatan pertambangan dan terowongan, berkurangnya/hancurnya material di bagian dasar;
Tegangan lateral, yang ditimbulkan oleh adanya air di rekahan serta pembekuan air, penggembungan lapisan lempung dan perpindahan sisa tegangan.
Adapun faktor yang mengurangi kekuatan geser adalah:
Keadaan atau rona awal, yang sudah rendah dari awal disebabkan oleh komposisi, tekstur, struktur, dan geometri lereng;
Perubahan karena pelapukan dan reaksi kimia fisik, yang menyebabkan lempung berpori menjadi lunak, disintegrasi batuan granular, turunnya kohesi, pengggembungan lapisan lempung, dan pelarutan material penyemen batuan;
Perubahan gaya antara butiran karena pengaruh kandungan air dan tekanan air pori;
Perubahan struktur, seperti terbentuknya rekahan pada lempung yang terdapat di tebing/lereng.
Adapun kasus longsoran sepanjang bidang berbentuk lengkung lingkaran adalah yang paling sering digunakan untuk memeriksa kestabilan suatu lereng. Longsoran itu terjadi sepanjang lengkung lingkaran di dalam lereng. Sebagian dari lereng tersebut memutar ke bawah dan keluar dari sekeliling suatu titik pusat lingkaran (pusat rotasi). Bagian bawah dari material longsoran dapat membentuk tonjolan baik pada tubuh lereng maupun pada area sekitar kaki lereng. Bagian atas dari daerah yang longsor akan mengalami penurunan baik tegak lurus permukaan atas lereng maupun di sepanjang mercu lereng.
14
Gambar 2.1. Gaya utama yang bekerja dalam suatu irisan lengkung lingkaran (Das, 1995)
Gaya utama lainnya yang bekerja melawan berat irisan adalah gaya normal N yang arahnya tegak lurus bidang gelincir, disebabkan oleh bagian lereng yang tidak bergerak. Oleh karena arah dari gaya normal ini tegak lurus bidang gelincir (mengarah lewat titik pusat dari lengkung lingkaran) dan tak mengarah langsung melawan gaya berat W, gaya T yang dihasilkan cenderung memutar irisan lereng itu ke arah bawah dan samping di sekeliling titik putaran P. Gerakan putaran ini ditahan oleh gaya kohesif dan gaya gesek dari material lereng timbunan, di sepanjang sisi terluar dari permukaan lingkaran gelincir.
Gaya tahanan terhadap gerakan ke arah lateral maupun geser disebut sebagai kuat geser F. Bila F sama atau lebih besar dari gaya longsoran T yang cenderung menggerakkan irisan lingkaran di sekitar P, maka longsoran tidak akan terjadi di dalam bidang gelincir lereng. Derajat kemantapan lereng, atau Faktor Keamanan, dapat dirumuskan dengan persamaan dibawah ini:
AF RF FoS
(9)
Keterangan:
FoS = FactorofSafety
RF = ResistanceForces (gaya-gaya penahan) AF = ActingForces (gaya-gaya penggerak)
Makin besar faktor keamanan maka makin kecil kemungkinan untuk terjadinya kelongsoran.
15 timbunan. Untuk itu, material yang baik harus dipilih dan juga prosedur penempatan serta pemadatannya harus turut dilakukan.
Gambar 2.2. Peningkatan kestabilan lereng dengan meningkatkan jumlah total gaya penahan (Das, 1995)
Pedoman dasar untuk konstruksi sebuah timbunan adalah material dengan kekuatan geser yang tinggi harus ditempatkan pada daerah di sekitar kaki timbunan, dalam hal ini berfungsi sebagai counterweight, untuk menahan pengaruh dari gaya-gaya penggerak. Selain itu, teknik mendatarkan sudut kemiringan lereng atau memperkecil tinggi lereng juga dapat dilakukan untuk meningkatkan kondisi kestabilan sebuah lereng.
Gambar 2.3. Beberapa teknik slope lereng untuk meningkatkan kestabilan lereng
(Das, 1995)
16 Material timbunan terdiri atas unsur padat dan unsur pori. Istilah pori meliputi unsur udara dan air, sedangkan unsur padat mencakup unsur tanah dan batuan. Oleh karena itu, massa total diasumsikan terdiri dari partikel padatan dan pori (udara dan air). Untuk itu, massa timbunan dibagi ke dalam beberapa unsur dasar seperti dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Unsur dasar massa timbunan (Das, 1995)
Hubungan massa-volume memerhitungkan ketiga unsur tersebut, yaitu udara, air, dan padatan. Massa udara biasanya diabaikan jika dibandingkan dengan massa air dan padatan.
Bobotisi
Bobot isi tanah atau batuan merupakan perbandingan antara berat total dengan volume total dari massa tanah/batuan, diformulasikan sebagai:
T dihitung merupakan bobot isi alami. Kasus khusus terjadi jika massa tanah/batuan tersebut dalam kondisi jenuh air dimana semua pori tanah/batuan terisi oleh air, sedangkan kasus lainnya adalah kondisi kering dimana air pori dihilangkan dengan cara dikeringkan.
Angkaporidanporositas
Angka pori merupakan perbandingan antara volume pori Vv dengan volume
17
Porositas sering dinyatakan kedalam persentase, nilainya berada dalam kisaran 0 < n < 100.
Hubungan antara angka pori dan porositas adalah sebagai berikut:
e
V = volume total dari material timbunan
Kadarair
Kadar air merupakan perbandingan antara berat air dengan berat partikel padat, diformulasikan sebagai:
Kadar air sering dinyatakan dalam persentase, nilainya berada dalam kisaran 0 < w <
∞.
Derajat kejenuhan (S), dinyatakan dalam persentase, merupakan perbandingan antara volume air dengan volume pori, diformulasikan sebagai:
18
Beratjenis
Pengertian dasar dari berat jenis merupakan perbandingan antara bobot isi material timbunan dengan bobot isi air destilasi pada suhu 40 °C, diformulasikan sebagai:
w
Gs = berat jenis material timbunan
s = bobot isi material timbunan
w = bobot isi pada suhu 40 °C
Bataskonsistensi/Atterberg(mekanikatanah)
Konsistensi adalah istilah yang sering digunakan untuk menjelaskan derajat kekakuan (lunak, medium, keras). Batas Atterberg merupakan prosedur yang dikembangkan secara empirik dan digunakan secara luas untuk menjelaskan dan menentukan konsistensi tanah, khususnya tanah tipe kohesif.
Konsistensi tanah tipe ini sangat dipengaruhi oleh kandungan air porinya. Peningkatan kadar air secara bertahap, sebagai contoh tanah lempung kering, dapat berubah dari kondisi padat ke kondisi semi-padat, ke kondisi plastis, dan selanjutnya, dengan penambahan air lagi menjadi kondisi cair. Nilai kadar air pada kondisi batas dari tiap-tiap kondisi ini dikenal sebagai batas susut, batas plastis, dan batas cair. Gambar 2.5 memperlihatkan hal tersebut:
Gambar 2.5. Nilai kadar air pada kondisi batas (Das, 1995)
Distribusiukuranbutiran(mekanikatanah)
Ukuran butiran ditentukan dengan menyaring sejumlah tanah melalui seperangkat saringan yang disusun dengan lubang yang paling besar berada paling atas, dan makin ke bawah makin kecil. Jumlah tanah yang tertahan pada saringan tertentu disebut sebagai salah satu dari ukuran butiran contoh tanah itu.
Komposisi tanah berbutir kasar biasanya ditentukan dengan menyaring tanah melalui seperangkat saringan dengan ukuran yang berbeda dan menimbang berat yang tertahan pada tiap-tiap saringan. Cara ini disebut dengan Analisis Saringan. Material berukuran lebih kecil dari saringan No. 200 biasanya ditentukan berdasarkan kecepatan jatuh bola melalui cairan kental (hukum Stoke). Cara ini dikenal dengan istilah Analisis Hidrometer.
19
UjiProctor(mekanikatanah)
Derajat kepadatan tanah di lapangan biasanya ditentukan dengan kurva hubungan antara berat isi vs kadar air, yang dikenal dengan Uji Proctor/Kompaksi. Uji kompaksi tipe standar digunakan pada studi ini, untuk menentukan derajat kepadatan jenis tanah pada skala laboratorium.
Spesifikasi jenis pengujian, Standard Proctor Test (ASTM D-698 atau AASHTO T-99), adalah sebagai berikut:
Berat penumbuk = 2,49 kg
Tinggi jatuh = 30,5 cm
Lapisan = 3
Jumlah tumbukan tiap lapisan = 25 kali
Energi tiap pengujian = 592 KJ/m3 = 592 kN/m2
2.2.3. Pemadatan/Kompaksi Tanah
Ada beberapa cara yang digunakan untuk memperbaiki sifat fisik tanah, salah satunya adalah pemadatan. Cara pemadatan banyak dipakai karena relatif mudah dan biayanya relatif murah. Tujuan pemadatan adalah:
Meningkatkan kekuatan tanah
Memperbaiki daya dukung tanah
Mengurangi porositas (berkurangnya angka pori serta bertambahnya berat isi)
Mengurangi penurunan tanah dan sifat permeabilitas tanah
Mengurangi sifat susut tanah
2.2.4. Material Timbunan dari Lapisan Penutup
Kegiatan peledakan pada lokasi tambang terbuka seringkali menghasilkan fragmentasi batuan mulai dari ukuran boulder sampai gravel. Fragmentasi ini, yang disebut dengan material buangan tambang, dipindahkan dari lokasi tambang ke dalam truk dengan menggunakan alat muat dan kemudian diangkut ke tempat lain yang ditentukan sebagai lokasi timbunan.
Di lokasi ini, timbunan seringkali dibangun hanya dengan menggunakan truk sehingga pengendalian terhadap distribusi ukuran butiran dari material buangan tambang pada lokasi ini sangat kecil. Namun demikian, teknologi peledakan yang modern sudah dapat mengendalikan material berukuran besar, ditambah dengan adanya alat crusher
di lokasi tambang yang bertujuan untuk mengurangi butiran material yang berukuran besar agar dapat diangkut oleh belt-conveyor keluar dari lokasi tambang menuju lokasi penimbunan.
20 sudut angle of repose material tersebut. Sudut ini merupakan sudut tepi luar lereng yang stabil pada pembebanan statik yang biasanya bernilai sekitar 37 - 400. Lereng timbunan ini dapat dibuat dalam satu lapisan saja atau beberapa lapisan, penentuannya tergantung dari biaya operasional, kestabilan badan timbunan, ataupun isu lingkungan.
Kemiringan lereng keseluruhan untuk satu lapisan timbunan harus kurang dari sudut
angle of repose-nya agar lereng tersebut dapat tetap stabil mengingat umumnya lereng ini tidak mendapat perlakuan pemadatan, sedangkan ketebalan dari tiap lapisan tergantung dari kondisi lokasi timbunan. Pemilihan beberapa lapisan untuk penimbunan material ini membutuhkan biaya operasional yang lebih besar dibandingkan dengan satu lapisan saja, namun memberi manfaat yang lebih baik dari aspek kestabilan lereng serta aspek lingkungan. Kedua aspek ini akan menjadi pertimbangan untuk membuat timbunan menjadi beberapa lapis.
Lokasi timbunan dari material lapisan penutup biasanya berada pada daerah topografi yang alami atau daerah bekas galian tambang dengan tanah pucuk (apabila tersedia) digunakan untuk reklamasi lapisan atas dari timbunan yang ada. Penempatan material dari lapisan penutup pada lokasi timbunan biasanya hanya membutuhkan lapisan tanah dasar yang padat atau yang dipadatkan, untuk menghindari terjadinya pelindian ke dalam lapisan di bawahnya dan menghindari pergeseran tanah atau batuan timbunan.
Tinggi lereng timbunan bervariasi bergantung pada kondisi topografi dari lokasi tambang setempat serta geomekanika batuannya. Ketinggian dan kemiringan lereng harus mempertimbangkan aspek kemantapan serta didukung dengan serangkaian studi tentang kemantapan lerengnya.
Khusus untuk lereng timbunan yang tinggi dan curam harus selalu mewaspadai bahaya longsor yang dapat mengancam sewaktu-waktu karena bahaya limpasan dari material yang longsor dapat menutupi area kerja yang sangat besar dan mengancam keselamatan jiwa manusia serta peralatan yang ada sehingga isu kemantapan lereng menjadi sebuah keharusan. Pengendalian air limpasan dilakukan dengan membuat saluran pelimpah untuk mengurangi terjadinya erosi di permukaan serta kelongsoran pada lereng yang curam. Sedimentasi yang terjadi akibat erosi di permukaan harus ditangani dengan menambah peralatan penanganan sedimen sebelum dialirkan menuju ke sungai.
Metode pembuatan lereng timbunan dari lapisan penutup dapat menimbulkan debu yang dapat memengaruhi lingkungan di sekitarnya. Pemantauan kualitas udara serta jenis logam tertentu yang terkandung di dalamnya akan membantu untuk menangani masalah ini. Penyiraman secara berkala terhadap lapisan permukaan lereng akan mengurangi jumlah debu yang ada. Penyediaan fasilitas bersamaan dengan area rehabilitasi juga dapat mengurangi debu.
21
2.3.1. PT. Newmont Nusa Tenggara
Sistem penambangan di PT. Newmont Nusa Tenggara adalah sistem tambang terbuka (open pit mining) dengan metode konvensional menggunakan truk dan shovel. Penambangan di Batu Hijau diawali dengan kegiatan pengeboran dan peledakan. Ledakan menghasilkan batuan berukuran rata-rata 25 cm. Dengan menggunakan
shovel berukuran besar, batuan diangkut ke dalam truk berkapasitas 240 ton dan dibawa ke unit crusher (mesin penghancur). Pada unit crusher batuan dihancurkan atau diperkecil hingga berdiameter rata-rata kurang dari 15 cm. Batuan bijih yang telah diperkecil selanjutnya diangkut dengan beltconveyor (ban berjalan) sepanjang 6 km ke pabrik pemrosesan mineral (konsentrator) untuk diolah hingga menjadi konsentrat. Terdapat dua jenis daerah timbunan di daerah pertambangan PT. NNT, yang pertama adalah untuk wasterock yang dibuang ke wastedump. Yang kedua adalah untuk bijih berkadar rendah yang ditumpuk di ore stockpile, yang akan kembali digali bila bijih berkadar tinggi telah habis dieksploitasi dan diolah. Ampas hasil pengolahan mineral tidak dibuang ke waste dump tetapi langsung ditempatkan di palung lepas pantai Ngarai Senunu dengan sistem Penempatan Tailing Laut Dalam (Deep Sea Tailing Placement/DSTP).
PT. NNT menerapkan sistem kanal ganda (double channel) pada penyaliran air permukaannya. Hal ini dilakukan untuk menjaga mutu/kualitas air alami yang berasal dari hutan agar tidak tercampur atau terkontaminasi dengan air produksi tambang. Setiap perluasan areal penambangan didahului oleh perombakan kanal lama dan pembuatan kanal air baru. Kanal air bersih akan langsung didistribusikan ke daerah luar tambang atau masyarakat dan alam. Air produksi tambang diresirkulasi untuk digunakan dalam proses pengolahan mineral.
Area sekitar penambangan merupakan hutan primer yang diusahakan dengan permohonan izin pakai pada Kementerian Kehutanan. Pada tahun 2010 curah hujan rata-rata bulanan mencapai puncaknya pada bulan April dengan nilai 589 mm (khusus di areal tambang) dan musim kering terjadi pada bulan Juni hingga Agustus dengan curah hujan terendah terjadi pada bulan Juli sebesar 36 mm. Area tambang dilingkupi dengan keterdapatan tanah pucuk yang sangat besar. Hal ini disebabkan oleh iklim tropis yang cenderung lembap dengan curah hujan yang cukup tinggi sehingga memicu pelapukan yang cukup tinggi.
2.3.2. PT. Avocet Bolaang Mongondow
Penambangan mineral emas yang dilakukan oleh PT. Avocet Bolaang Mongondow menggunakan metode tambang terbuka, sedangkan sistem pengolahan materialnya adalah dengan sistem heap leaching dengan bottom up dumping
22 Berdasarkan hasil percobaan laboratorium, hasil optimum proses heap leaching akan didapat pada material berukuran maksimum 30 cm. Material dari pit hasil peledakan yang berukuran maksimum 30 cm akan langsung dibawa ke leach pad dengan menggunakan dump truck, sedangkan untuk material berukuran di atas 30 cm akan dipecahkan terlebih dahulu dengan menggunakan rock breaker. Penambahan hydrate lime akan dilakukan sesuai dengan takaran yang didapatkan dari hasil percobaan laboratorium.
Seperti rata-rata kondisi alami di daerah Bolaang Mongondow, daerah operasi PT. Avocet Bolaang Mongondow pun memiliki curah hujan yang tinggi. Curah hujan yang tinggi menjadi dua sisi mata uang dalam kegiatan pertambangan di PT. Avocet Bolaang Mongondow karena curah hujan yang tinggi tidak menguntungkan bagi proses pengambilan emas dengan sistem heapleaching. Air hujan yang masuk ke area leach pad dapat mendilusi larutan sehingga kadar larutan yang mengandung emas bisa turun, tetapi curah hujan yang tinggi dengan iklim yang lembap menimbulkan tanah pucuk yang sangat banyak dengan kedalaman yang cukup besar.
Selama 66 bulan (Januari 2006 – Juni 2011) data curah hujan yang tercatat adalah maksimum 549,9 mm/bulan yang terjadi pada bulan Desember 2008 dan minimum 0 mm/bulan yang terjadi pada bulan September 2009 (ketika terjadi kemarau kering selama 2 bulan). Rata-rata hujan bulanan selama 66 bulan tersebut adalah 251,91 mm, tetapi pada 18 bulan terakhir rata-rata hujan bulanan adalah 318,02 mm.
3.
PROGRAM KEGIATAN
Pelaksanaan kegiatan konsep pedoman pengelolaan penimbunan batuan penutup di pertambangan mineral Indonesia meliputi:
pengumpulan data sekunder di tiap lokasi
data analisis PAF/NAF (PotentiallyAcidForming/NonPotentiallyAcidForming)
crosssection daerah tambang
peta geologi
peta topografi
peta penampungan air
peta penimbunan batuan penutup
data eksplorasi
data analisis kestabilan lereng timbunan
persiapan peralatan dan bahan pengambilan percontoh di lokasi untuk pengumpulan data primer
analisis dan pengolahan data
softwareminescape/geoslope/rocscience
pelaporan
3.1. LOKASI KEGIATAN
23
PT. Newmont Nusa Tenggara, Sumbawa Barat, Nusa Tenggara Barat
Kegiatan dilakukan untuk melihat kembali (review) kegiatan pengelolaan penimbunan batuan penutup yang dilakukan oleh perusahaan beserta pengumpulan data sekunder serta pengambilan percontoh batuan sebagai data primer.
Gambar 3.1. Lokasi PT. Newmont Nusa Tenggara
PT. Avocet Bolaang Mongondow, Lanut Utara, Sulawesi Utara
Kegiatan dilakukan dengan pengambilan percontoh batuan/tanah dari lubang bor eksplorasi dan daerah penimbunan untuk dilakukan pemodelan tentang pengelolaan penimbunan batuan penutup sebagai daerah pilot.
Gambar 3.2. Lokasi PT. Avocet Bolaang Mongondow
3.2. PERALATAN
Peralatan dan bahan yang digunakan pada kegiatan pemercontohan adalah:
Palu geologi
Plasticcrap
Corebox
24
4.
METODOLOGI
4.1. AIR ASAM TAMBANG
4.1.1. Metode Prakiraan Pembentukan Air Asam Tambang
Kemampuan dalam memerkirakan pembentukan air asam tambang dapat dipakai untuk merencanakan desain tambang dan menerapkan suatu sistem kontrol yang tepat dalam mencegah ataupun menghambat pembentukannya. Teknik prakiraan pembentukan air asam tambang yang dilakukan dalam kegiatan ini menggunakan metode pengujian statik (statictests). Metode ini merupakan pengujian laboratorium dengan batch system yang dikerjakan dalam jangka waktu singkat dengan cara membandingkan kapasitas pembentukan asam dan kapasitas penetralan suatu bahan tambang.
Pengujian statik tersebut meliputi perhitungan asam basa dan pengujian pembentukan asam netto. Dalam perhitungan asam basa dilakukan analisis terhadap potensi keasaman maksimum, kapasitas penetralan asam, dan potensi produksi asam netto. MAP dihitung dari nilai total sulfur dan ANC ditentukan berdasarkan kelebihan HCl dengan NaOH pada pH 7. Selisih dari MAP dan ANC merupakan nilai NAPP. Pengujian NAG berdasarkan penambahan H2O2 15% untuk mengoksidasi senyawa-senyawa
sulfidis dalam percontoh bahan tambang. Apabila reaksi telah berlangsung, pH larutan ditentukan. Larutan dengan pH > 4,5 dititrasi dengan NaOH hingga pH 7 dan larutan dengan pH < 4,5 perlu dititrasi terlebih dahulu hingga tercapai pH 4,5 yang selanjutnya diteruskan hingga tercapai pH 7. Volume NaOH ini dipakai untuk menentukan nilai NAG.
Hasil perhitungan asam basa dan nilai NAG dipakai untuk mengklasifikasikan setiap percontoh bahan tambang yang diuji dalam kategori-kategori tertentu berdasarkan kriteria yang tercantum dalam Tabel 4.1, yaitu sebagai material bukan pembentuk asam, material pembentuk asam kapasitas rendah, material pembentuk asam kapasitas tinggi, dan material pembentuk asam.
Tabel 4.1. Karakteristik air asam tambang
Jenis Kategori Batuan/Contoh Keterangan
25
Jenis Kategori Batuan/Contoh Keterangan
NAPP ≥ 10 kg H2SO4 per ton
pH H2O 1:2 < 4,5
Sumber : Laporan Kegiatan Penelitian Tekmira, 2010
4.1.2. Pengambilan Percontoh
4.1.2.1. Pengambilan Sampel di PT. Newmont Nusa Tenggara
Percontoh yang diambil adalah core terbaru yang ada di corebank perusahaan dengan semua formasi batuan terwakili.
4.1.2.2. Pengambilan Percontoh di PT. Avocet Bolaang Mongondow
Metode pemercontohan batuan dilakukan dengan cara pemercontohan acak (grab
sampling) di daerah timbunan. Pengambilan percontoh di daerah timbunan
diharapkan mewakili karena disesuaikan langsung dengan kondisi dan penempatan batuan pada areal timbunan sehingga diharapkan dapat diketahui kondisi akhir batuan penutup pada saat kegiatan penimbunan. Percontoh yang telah diambil langsung dibungkus oleh plastic crap lalu dibungkus kembali dengan alumunium foil dan diberi label (penamaan).
Gambar 4.1. Pengambilan percontoh batuan di PT. Avocet Bolaang Mongondow
4.2. KESTABILAN LERENG
26 sifat fisik dan mekaniknya. Parameter yang digunakan untuk metode kesetimbangan batas adalah bobot isi (), sudut geser dalam (), dan kohesi (kPa).
Ada dua macam gaya yang harus diperhatikan ketika kestabilan sebuah lereng dievaluasi, yaitu gaya yang cenderung mengakibatkan pergerakan atau ketidak-stabilan dan gaya yang cenderung menahan terjadinya pergerakan. Ketika gaya-gaya ini dalam keadaan setimbang, kondisi kestabilan dipenuhi atau pergerakan massa batuan/tanah tidak terjadi. Ketika gaya-gaya penahan lebih besar daripada gaya-gaya penggerak, maka nilai margin keamanan terhadap ketidak-stabilan disebut sebagai Faktor Keamanan. Secara umum, satu dari ketiga kondisi sederhana dibawah ini digunakan untuk analisis kestabilan lereng, yaitu:
1. Longsoran sepanjang bidang yang berbentuk lengkung lingkaran 2. Longsoran sepanjang bidang rata dan miring
3. Kombinasi dari kedua kasus di atas.
5.
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. HASIL
Hasil kegiatan di kedua lokasi pertambangan tersebut adalah diperolehnya berbagai data untuk:
Studi air asam tambang
Studi kestabilan lereng
5.1.1. Studi Air Asam Tambang
Kajian pencegahan pembentukan air asam tambang mencakup cara: 1. Pengambilan percontoh
2. Analisis geokimia percontoh batuan 3. Pemodelan timbunan
5.1.1.1. Analisis Geokimia
Pengujian geokimia percontoh dari kedua lokasi perusahaan dilakukan di Laboratorium Kimia Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara, Bandung.
Pengujian geokimia yang dilakukan untuk mengetahui nilai PAF (Potentially Acid Forming) dan NAF (Non PotentiallyAcidForming) meliputi:
1. Total Sulphur
2. MPA
27
5.1.1.1.1. Potensi Pembentukan Air Asam Tambang di PT. Newmont Nusa
Tenggara
Percontoh didapatkan dari 3 lokasi pemboran, yaitu SBD 558, SBD 560, dan SBD 562. Pemercontohan pada SBD 558 terdiri atas 2 percontoh, pemercontohan pada SBD 560 terdiri atas 5 percontoh, dan pemercontohan SBD 562 terdiri atas 11 percontoh.
Hasil uji statik terhadap 2 percontoh batuan dari lokasi pemboran SBD 558 dapat menunjukkan bahwa seluruh batuan (100%) memiliki potensi sebagai berpotensi membentuk asam kapasitas tinggi (Golongan III). Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 5.1.
Hasil uji statik terhadap 5 percontoh batuan dari lokasi pemboran SBD 560 (Tabel 5.2) menunjukkan bahwa:
1. Dua percontoh dengan total ketebalan 85,45 meter (31,43%) digolongkan sebagai batuan bukan pembentuk asam (golongan I).
2. Dua percontoh dengan total ketebalan 126,45 meter (46,50%) digolongkan sebagai batuan berpotensi membentuk asam kapasitas rendah (golongan II). 3. Satu percontoh sisanya dengan ketebalan 60,00 meter (22,07%) digolongkan
sebagai batuan berpotensi membentuk asam kapasitas tinggi (golongan III). Hasil uji statik terhadap 11 percontoh batuan dari lokasi pemboran SBD 562 (Tabel 5.3):
1. Empat percontoh dengan total ketebalan 111,80 meter (30,09%) digolongkan sebagai batuan bukan pembentuk asam (golongan I).
2. Satu percontoh dengan total ketebalan 7,80 meter (2,10%) digolongkan sebagai batuan berpotensi membentuk asam kapasitas rendah (golongan II).
3. Enam percontoh sisanya dengan ketebalan 251,90 meter (67,81%) digolongkan sebagai batuan berpotensi membentuk asam kapasitas tinggi (golongan III).
Tabel 5.1. Karakteristik potensi pembentukan air asam tambang dari percontoh
batuan PT. Newmont Nusa Tenggara pada titik pemboran SBD 558
Dari
Sumber : Analisis Laboratorium Pengujian Tekmira, 2011
Tabel 5.2. Karakteristik potensi pembentukan air asam tambang dari percontoh
batuan PT. Newmont Nusa Tenggara pada titik pemboran SBD 560
Dari
28
Tabel 5.3. Karakteristik potensi pembentukan air asam tambang dari percontoh
batuan PT. Newmont Nusa Tenggara pada titik pemboran SBD 562
Dari
Sumber : Analisis Laboratorium Pengujian Tekmira, 2011
5.1.1.1.2. Potensi Pembentukan Air Asam Tambang di PT. Avocet Bolaang
Mongondow
Ketika studi dilakukan, PT. Avocet Bolaang Mongondow sedang mengalami transisi kepindahan kepemilikan dan sedang tidak dilaksanakan pemboran inti. Maka percontoh yang diambil dalam kegiatan pemercontohan adalah batuan yang dijadikan bahan atau material timbunan yang fresh/segar dalam keadaan siap untuk ditimbun. Dan hasil analisis geokimia, percontoh tersebut masuk ke dalam kategori pembentuk asam (golongan IV). Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 5.4.
Tabel 5.4. Karakteristik potensi pembentukan air asam tambang dari percontoh
batuan PT. Avocet Bolaang Mongondow
Dari
Sumber : Analisis Laboratorium Pengujian Tekmira, 2011
5.1.1.2. Pemodelan Timbunan
5.1.1.2.1. Pemodelan Timbunan di Tambang PT. Newmont Nusa Tenggara
Pada saat ini pemodelan timbunan yang dijalankan oleh PT. Newmont Nusa Tenggara adalah dengan menetapkan seluruh material timbunan sebagai pembentuk asam, maka seluruh operasional penimbunan dikondisikan untuk mengkapsulasi atau menyelimuti material timbunan tersebut dengan metode-metode atau kaidah-kaidah pekerjaan penimbunan yang ketat.
Penimbunan batuan penutup di PT. Newmont Nusa Tenggara hampir tidak menemui kendala karena kegiatan penimbunan selalu sesuai dengan jadwal dan rencana penimbunan. Pemantauan penimbunan juga selalu terawasi baik dengan bantuan sistem dispatch/jigsaw.
29 kendala dari segi material kapsulasi, sehingga yang perlu diperhatikan hanyalah masalah kestabilan lereng timbunannya saja.
Dengan keterdapatan cebakan tembaga porfiri menjadikan sistem penambangan terpusat di satu pit besar dan dalam. Menurut AMDAL, rencana penutupan tambang nantinya akan direklamasi menjadi suatu danau.
5.1.1.2.2. Pemodelan Timbunan di Tambang PT. Avocet Bolaang Mongondow
Pada masa awal kegiatan eksploitasi di PT. Avocet Bolaang Mongondow, material yang terambil adalah material non sulfidis (bukan pembentuk asam). Tetapi saat ini material yang terangkut sudah melewati lapisan transisi atau telah memasuki lapisan sulfidis berpotensi membentuk asam. Hal ini terbukti dari hasil analisis yang menunjukkan bahwa kategori dari bahan penimbun adalah pembentuk asam golongan IV. Hal ini menyebabkan proses kegiatan penimbunan batuan penutup harus direncanakan dan dilaksanakan secara teliti dan hati-hati. Walaupun pihak perusahaan diuntungkan dengan keterdapatan top soil yang sangat tinggi sehingga memudahkan pada proses penyelimutan material berpotensi asam yang ada.
Material waste umumnya berasal dari lapisan penutup yang ada di beberapa pit tambang. Perlakuan pertama berupa pemisahan jenis material ke dalam kelompok PAF dan NAF. Untuk material PAF diberikan perlakuan khusus untuk mencegah terjadinya air asam tambang berupa penimbunan material PAF dengan material NAF atau lapisan lempung (clay cover), jika jumlahnya memungkinkan, sebagai lapisan penutup di atasnya. Material NAF ataupun lapisan lempung ini kemudian dipadatkan sampai memenuhi kriteria tertentu. PT. ABM menggunakan lapisan lempung sebagai lapisan penutup dari material PAF. Lapisan lempung dibuat setebal + 2 m dalam kondisi loose
kemudian dipadatkan hingga menjadi setebal + 1 m dalam kondisi compacted dan diharapkan infiltrasi air hujan tidak terjadi atau tidak akan mencapai lapisan PAF yang ada di bawahnya. Karakteristik lapisan lempung harus memiliki nilai permeabilitas 10-8 - 10-9 cm3/detik yang ditentukan dengan uji permeabilitas di laboratorium.
5.1.2. Studi Kestabilan Lereng
5.1.2.1. PT. Newmont Nusa Tenggara
Tabel 5.5. Hasil pengujian sifat fisik dan mekanik batuan dan tanah
No.
Ultimate Strength qult MPa 1.333
iss ’s R i - 0,350
Mod.Elasticity E MPa 463.340,000
5 Direct Shear Cohesion C kPa 0,480
30
No.
Sample/Hole No.
Symbol Unit
TOPSOIL
Depth (m) 0.00 – 0.50
Visual Description Rock
6 Compaction Standard
W optimum Wo %
d maximum d max kg/cm
3
2,667
Metode : Limit Equilibrium Method (slide 5.0)
Water Table : Fully Saturated
Slope Design : V:H 1:2 (Angle 27°, Height 22,5 meter)
Safety Factor : 1,676
Gambar 5.1. Pemodelan timbunan PT. Newmont Nusa Tenggara (fullysaturated)
FK : 1,676 > 1,30 (stabil)
Metode : Limit Equilibrium Method (slide 5.0)
Water Table : Partially Saturated
Slope Design : V:H 1:2 (Angle 27°, Height 22,5 meter)
31
Gambar 5.2. Pemodelan timbunan PT. Newmont Nusa Tenggara (partiallysaturated)
FK : 2,008 > 1,30 (stabil)
5.1.2.2. PT. Avocet Bolaang Mongondow
32
Gambar 5.3. Peta kontur lokasi wastedump Olympic
Kunjungan lapangan dilakukan untuk melihat penanganan material lapisan penutup yang dilakukan di PT. ABM. Selain itu, pihak tekMIRA juga melakukan pengambilan percontoh di lapangan berupa percontoh dari lapisan lempung, lapisan top soil, dan
waste rock. Terhadap material tersebut dilakukan analisis, baik secara lapangan maupun laboratorium, untuk mengetahui sifat fisik dan mekaniknya. Disamping itu dilakukan pengambilan percontoh dari lokasi tersebut yang mewakili kondisi material yang ada di toe maupun crest dari lereng untuk melihat karakteristik material tanah dasar yang ada di toe dan material timbunan yang ada di crest. Percontoh ini kemudian diuji di laboratorium untuk mengetahui sifat fisik dan mekaniknya dan hasilnya disajikan pada Tabel 5.6.
Tabel 5.6. Hasil pengujian sifat fisik dan mekanik batuan dan tanah
No.
Sample/Hole No.
Symbol Unit
TOPSOIL CLAY WASTE
Depth (m) 0.00 – 0.50 0.00 – 0.50 0.00 – 0.50
Visual Description Tanah Tanah Rock
1 Specific Gravity Gs - 2,72 2,67 2,75
2 Water Content w % 44,00 41,31 0,67
3 Unit Weight Natural n gr/cm3 1,789 1,763 2,65
Saturated s 1,793 1,782 2,67
4
Unconfined Compressive Strength
Ultimate Strength qult MPa 0,26 0,02 137,53
iss ’s R i - 0,37 0,61 0,32
Mod.Elasticity E MPa 4,31 0,70 43313,70
5 Direct Shear Cohesion C kPa 61,49 53,76 10,00
Int.Fric.Angle degree 9,39 37,60 24,37
6 Compaction Standard
W optimum Wo % 37,50 19,00 -
d maximum d max kg/cm
3
1,29 1,66 -
Sumber : Analisis Mekanika dan Fisik, Puslitbang Tekmira, 2011 Hasil uji laboratorium dapat diuraikan sebagai berikut:
33 Hasil uji ini menunjukkan bahwa karakteristik nilai bobot isi maksimum dari lapisan lempung (clay cover) diperoleh sebesar 1,66 kg/cm3 dan nilai kadar air optimum sebesar 19,00%. Nilai ini digunakan sebagai standar pengendalian terhadap pemadatan yang dilakukan di lapangan, tetapi nilai yang dipakai di lapangan biasanya + 95% dari nilai pemadatan di laboratorium atau 0,95 x 1,66 kg/cm3 = 1,57 kg/cm3. Namun alternatif lain yang biasa dilakukan di lapangan adalah dengan memadatkan tanah setebal 2 m dalam kondisi loosed menjadi setebal 1 m dalam kondisi compacted.
UjiKuatGeser(Direct Shear Test)
Pengujian ini dilakukan dalam kondisi residual dan untuk kasus tanah timbunan kondisi ini dianggap cocok. Adapun kekuatan geser tanah yang dimiliki adalah kuat geser residu/sisa, dan rentang nilai kohesi dari 10,00 – 61,49 kPa dan rentang nilai sudut gesek dalam dari 9,390 – 37,600. Nilai-nilai ini biasanya akan digunakan sebagai input parameter untuk memeriksa kemantapan dari suatu disain geometri lereng. Analisis kemantapan lereng biasanya menggunakan parameter dari pengujian ini dalam kondisi residual. Kondisi residual adalah suatu kondisi ketika suatu tanah ataupun batuan yang apabila dibebani masih memiliki kekuatan residu/sisa untuk bisa menahan beban yang bekerja.
UjiKuatTekan(Unconfined Compressive Test)
Pengujian ini dilakukan untuk melihat seberapa besar kekuatan maksimum yang dimiliki tanah atau batu untuk menahan beban tekan yang bekerja padanya. Nilai kuat tekan maksimum dari beberapa percontoh yang diambil berkisar dari 0,02 – 137,53 MPa. Nilai kuat tekan ini biasanya dipakai untuk menentukan tipe atau jenis alat berat yang cocok digunakan pada material tanah atau batuan ini.
KadarAir(Water Content)danBeratJenis(Specific Gravity)
Nilai kedua parameter ini menunjukkan bahwa tanah atau batu berada dalam kondisi weathered (terganggu). Hal ini bisa dilihat dari nilai berat jenisnya berkisar antara 2,67 – 2,75; berat jenis tanah atau weathered zone material berkisar antara 2,60 – 2,80, juga kandungan air yang ada sebesar 40 – 44% untuk tanah dan 0,67% untuk batu.
BobotIsiAlami(Natural Density)danBobotIsiJenuh(Saturated Density)
Nilai bobot isi alami dan bobot isi jenuh dari material tanah maupun batuan memiliki selisih yang cukup kecil. Hal ini berarti kemampuan tanah maupun batu untuk menyimpan air cukup kecil. Tanah ada dalam kondisi ini karena sudah dipadatkan sehingga volume pori didalam tanah menjadi berkurang dan volume air yang bisa tersimpan juga akan berkurang.
34 Dalam konsep ekonomi, limbah yang dihasilkan dari suatu kegiatan merupakan suatu biaya eksternalitas (externalcost) yang terjadi bila satu atau lebih individu mengalami atau menderita kerugian akibat dari limbah tersebut. Meskipun setiap kegiatan ekonomi dapat menimbulkan eksternalitas, ahli ekonomi tidak merekomendasikan untuk menghilangkan eksternalitas mengingat eksternalitas optimal tidak harus sama dengan nol. Pandangan bahwa eksternalitas nol bukan merupakan keputusan yang optimal, karena:
1. Pada dasarnya lingkungan itu cenderung memiliki kemampuan asimilatif sehingga pada kadar pencemaran tertentu masih bisa diatasi oleh lingkungan secara alami.
2. Kenyataan menunjukkan bahwa pada tingkat tertentu, kegiatan ekonomi masih mampu mengatasi persoalan pencemaran ini dengan menggunakan teknologi pemurni limbah (abatementtechnique).
Pada sektor pertambangan kegiatan penimbunan batuan penutup memiliki potensi negatif terhadap lingkungan apabila tidak dikelola secara optimal, seperti terjadinya longsor, banjir, dan instrusi air asam. Untuk menghindari terjadinya degradasi atau kerusakan lingkungan maka setiap usaha pertambangan diwajibkan mengeluarkan dana untuk biaya perlindungan lingkungan. Biaya perlindungan lingkungan inilah yang termasuk kedalam biaya eksternalitas.
5.1.3.1. Biaya Pengelolaan Lingkungan PT. Newmont Nusa Tenggara
Tabel 5.7 menunjukkan bahwa rencana biaya pengelolaan lingkungan untuk tahun 2010 telah dianggarkan meningkat sebesar 211,02% untuk biaya pengelolaan lahan, 30,55% untuk biaya reklamasi, sedangkan biaya pengelolaan air asam tambang menurun sebesar 15,14% dibandingkan tahun 2009.
Tabel 5.7. Realisasi biaya pengelolaan tahun 2009 dan rencana biaya lingkungan tahun 2010
Jenis Biaya Realisasi 2009
[US$]
Rencana 2010 [US$]
Kenaikan [%]
1. Biaya pengelolaan lahan 8.731.788 27.157.263 211,02
2. Biaya reklamasi 676.601 883.301 30,55
3. Biaya pengelolaan air asam tambang
3.706.589 3.145.434 -15,14
Sumber : Rencana Kerja Tahunan Teknik dan Lingkungan (RKTTL) PT. Newmont Nusa Tenggara, 2010
Realisasi pelaksanaan pembukaan lahan pada tahun 2010 hanya mencapai 30,22% dari yang direncanakan karena adanya pembatasan daerah Perjanjian Pinjam Pakai yang telah dibayar dan diizinkan untuk dibuka. Adapun biaya pengelolaan perlindungan lingkungan yang lebih besar dari perencanaan adalah biaya pengelolaan air asam tambang yang meningkat 22,78% dari yang direncanakan. Angka-angka tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.8.
