V-1
Penelitian dan Pengembangan Sistem Pengelolaan Air Asam Tambang
di Lati Mine Operation
Firman Gunawan1,Rudy Sayoga Gautama2, M. Sonny Abfertiawan2, Ginting Jalu Kusuma2,
Yan Lepong1, Saridi1 1AMD Section, PT Berau Coal
2Program Studi Teknik Pertambangan, FTTM, Institut Teknologi Bandung
Abstrak
Lati Mine Operation (LMO) merupakan salah satu area penambangan yang dimiliki oleh PT Berau Coal yang berlokasi di Kabupaten Berau, Kalimantan Timur. LMO memiliki potensi pembentukan air asam tambang (AAT) yang cukup besar jika dibandingkan dengan area pertambangan lainnya yang dimiliki dan dioperasikan oleh PT Berau Coal. Hasil model geokimia LMO menunjukan ratio potentially acid forming (PAF) material dan Non Acid Forming (NAF) material yakni 70:30. Hal ini membuat terbatasnya material NAF yang dapat digunakan sebagai capping dalam pencegahan AAT di timbunan batuan penutup. Selain itu, beban pengolahan di Water Monitoring Point (WMP) menjadi cukup besar sebelum dialirkan ke badan air penerima. Upaya peningkatan sistem pengelolaan AAT terus dilakukan agar dapat meminimalkan potensi dampak negatif pembentukan AAT. Penelitian dan pengembangan sistem pengelolaan AAT di LMO dilakukan baik dalam skala laboratorium maupun skala lapangan. Identifikasi potensi pembentukan AAT dilakukan dalam skala laboratorium melalui static dan kinetic test terhadap sampel batuan baik berasal dari area penambangan maupun area timbunan batuan penutup. Performa jangka panjang dari penelitian ini terus dipantau untuk mengevaluasi perilaku pembentukan AAT. Dalam aspek upaya pencegahan, penelitian terhadap metode cappingdilakukan dalam skala laboratorium dan lapangan dengan menggunakan material NAF dan sisa abu pembakaran (fly dan bottom ash). Penggunaan NAF sebagai material capping dilakukan untuk mengevaluasi efektifitas ketebalan lapisan dan kemampuan netralisasi batuan NAF. Sedangkan material fly dan bottom ashdigunakan sebagai potensi alternatif yang dapat digunakan sebagai lapisan atau campuran material PAF.Sistem pengolahan AAT baik menggunakan metoda pasif maupun aktif juga dikembangkan untuk mencari alternatif terbaik yang efektif dan efisien dalam meningkatkan kualitas air. Metoda pasif yang dikembangkan meliputi limestone channel, SAPS, dan wetland. Sedangkan metode aktif yang dikembangkan yakni pemberian kapur padam dengan pembubuhan kering, pemberian larutan kapur dengan instalasi tanpa elektrik, dan pemberian larutan kapur dengan pengadukan secara mekanis-elektrik. Penggunaan caustic soda sebagai material penetral juga sedang dikaji sebagai potensi alternatif. PT Berau Coal juga melakukan pengembangan terhadap sistem pengelolaan AAT yang dimulai sejak tahap eksplorasi berupa identifikasi dan pemodelan potensi pembentukan AAT. Pembentukan timbunan batuan dengan metoda seletif dalam skala operasional telah dicoba dan terus dikembangkan sebagai upaya preventif pembentukan AAT. Makalah ini bertujuan untuk mendeskripsikan metode penelitian dan pengembangan yang telah dan sedang dilakukan di LMO dan pengelolaan AAT yang telah dilakukan di LMO khususnya dan PT Berau Coal umumnya.
Kata kunci: air asam tambang, pengelolaan, pencegahan, pengolahan
1 Pendahuluan
V-2 memiliki rasio material PAF dan NAF sebesar 70:30. Hal ini menyebabkan adanya keterbatasan material yang dapat digunakan sebagai material lapisan penutup atau capping untuk mencegah pembentukan AAT. Selain itu, besarnya potensi pembentukan AAT menyebabkan beban pengolahan di Water Monitoring Point (WMP) semakin meningkat.
Gambar 1. Lokasi Lati Coal Mine, PT Berau Coal
PT Berau Coal berupaya untuk meminimalkan potensi dampak dari pembentukan AAT. Sebagai bentuk tanggungjawab perusahaan dan penerapan kaidah penambangan yang baik, PT Berau Coal terus meningkatkan performa pengelolaan lingkungan khususnya AAT dengan melakukan penelitian dan pengembangan. Makalah ini bertujuan untuk mendeskripsikan beberapa studi yang telah dan sedang dilakukan serta pengelolaan AAT yang telah dilakukan di PT Berau Coal khususnya LMO.
2 Penelitian dan Pengembangan 2.1 Karakterisasi dan Pembentukan AAT
V-3 Gambar 2. Uji Kinetik dengan humidity cell (kiri) dan column leach (kanan)
Pengambilan sampel disposal juga dilakukan untuk melihat sebaran spasial potensi pembentukan AAT di area disposal batuan penutup. Hal ini dilakukan untuk mengevaluasi area timbunan yang masih memiliki potensi terbentuknya AAT dan mengetahui beban AAT terbesar yang mengalir ke sistem pengolahan di WMP (Abfertiawan, 2013).
Gambar 3. Pengambilan 102 sampel batuan di disposal
2.2 Pengembangan Metode Pencegahan Pembentukan AAT
Keterbatasan material NAF yang dapat digunakan sebagai capping material di LMO memicu perlu adanya penelitian dan pengembangan terhadap metode pencegahan pembentukan AAT yang efektif dan efisien. Material abu sisa pembakaran dari PLTU yan beroperasi di dekat LMO dan NAF digunakan dalam kajian pelapisan dan pencampuran terhadap material PAF untuk mengevaluasi performanya dalam mencegah pembentukan AAT.
V-4 uji kinetik
Penggunaan NAF sebagai material pencegah AAT dilakukan dengan menggunakan column leach test di laboratorium dan lapangan untuk mengevaluasi performa pelapisan material NAF terhadap PAF. Terdapat 10 kolom skenario pelapisan yang terdiri dari 3 jenis batuan yakni potentially acid forming mudstone, non-acid forming mudstone dan non-acid forming sandstone yang berasal dari LMO dan Binungan Mine Operation (BMO).Percobaan ini bertujuan untuk meneliti performa dalam pengendalian pembentukan AAT dengan menggunakan beberapa skenario pelapisan batuan. Penelitian dalam di laboratorium telah dilakukan selama 26 minggu sedangkan di lapangan telah dilakukan selama 90 minggu dan masih terus berjalan. Analisis terhadap debit leachate dan kualitas meliputi pH, TDS, ORP, CD, dan konsentrasi logam terlarut seperti Fe, Mn, dan Al dilakukan secara periodik.
Gambar 5. Uji Kinetik di laboratorium dan lapangan untuk berbagai skenario pelapisan material PAF
V-5 Gambar 6. Skema model timbunan batuan penutup untuk pencegahan AAT
Studi ini ditujukan untuk mengetahui proses pembentukan AAT di dalam timbunan dalam jangka panjang serta mengevaluasi efektifitas dan efisiensi metode enkapsulasi dalam mencegah pembentukan AAT. Pemantauan dan analisis dilakukan terhadap paramater-parameter utama yang berperan dalam pembentukan AAT yakni difusi oksigen dan water content yang dipantau di dua titik pada tiga level kedalaman secara kontinyu. Debit dan kualitas baik leachate yang keluar dari dasar timbunan (melalui sistem lysimeter buatan) dan run-off pada permukaan timbunan.
Skenario tersebut merupakan pengembangan dari penelitian pelapisan timbunan batuan penutup yang dilakukan dalam di laboratorium dan lapangan pada tahun 2012. Studi ini sedang dilakukan dan akan dipantau secara periodik dalam jangka panjang untuk mengetahui secara mendalam performa metode pencegahan tersebut.
V-6 Gambar 8. Pengembangan Sistem Pengolahan Pasif
Metode pengolahan aktif merupakan metode untuk menetralisasi AAT yang dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa metoda, yaitu: pemberian kapur padam dengan pembubuhan kering, pemberian larutan kapur dengan instalasi tanpa elektrik, dan pemberian larutan kapur dengan pengadukan secara mekanis dengan elektrik. Metode netralisasi secara makanik memiliki efektifitas yang cukup tinggi namun sistem ini membutuhkan energi listrik yang besar.
Netralisasi AAT dengan pemberian produk caustic soda berupa flake dan liquid tengah dikaji untuk diterapkan sebagai alternatif pengganti kapur. Kelarutan caustic sodayang tinggi diharapkan mampu menetralkan AAT dengan lebih efektif dibandingkan penggunaan kapur terutama pada kondisi aliran rendah.
V-7 3 Pengembangan Sistem Pengelolaan AAT di PT Berau Coal
Sejalan dengan penelitian yang sedang dilakukan, PT Berau Coal juga melakukan peningkatan sistem pengelolaan AAT sehingga dapat mendukung updaya pencegahan AAT.Pengelolaan AAT di PT Berau Coal melibatkan berbagai Departemen dari beberapa Divisi serta mitra kerja. Pengelolaan ini dimulai sejak kegiatan eksplorasi sampai pembentukan timbunan akhir tambang. Upaya pengeloaan yang dilakukan berupa pencegahan pembentukan AAT dan pengolahan AAT yang terbentuk.
3.1 Identifikasi Potensi AAT
Salah satu langkah utama dalam usaha pencegahan pembentukan AAT adalah pemodelan karakteristik geokimiawi batuan penutup (overburden) sebagai identifikasi potensi pembentukan air asam tambang pada rencana penambangan. Karakterisasi tersebut bertujuan untuk menganalisis kemampuan batuan dalam menghasilkan keasaman ataupun kemampuan batuan dalam menetralkan keasaman, sehingga dapat dilakukan prediksi potensi pembentukan AAT pada saat dilakukanya kegiatan penambangan. Model tersebut akan menjadi dasar dalam assessment rencana desain kegiatan penambangan dan reklamasi.
Pengambilan contoh untuk core dan chip dari kegiatan eksplorasi berguna untuk mengetahui adanya batuan yang berpotensi menghasilkan asam dari lapisan batuan penutup pada suatu lokasi. Hal tersebut harus dilakukan sejak kegiatan eksplorasi. Dari pola pengeboran eksplorasi yang ada, perlu ditentukan titik-titik bor dengan pola tertentu untuk dilakukan sampling NAF/PAF. Dari pola tersebut akan ditentukan tingkat kepercayaan dari hasil akhir pemodelan terhadap area eksplorasi tersebut.
Geology & Exploration DepartmentHead bertanggung jawab atas perencanaan dan pengambilan contoh batuan dari kegiatan eksplorasi.
Gambar 8. Contoh batuan berupa chip dan core dari kegiatan eksplorasi
3.2 Analisis Contoh
V-8 Gambar 9. Preparasi dan analisis contoh batuan di Laboratorium Environment Department 3.3 Pemodelan
Hasil analisis yang dilakukan oleh Laboratorium Environmentdikirim ke Geology & Exploration Department.Data tersebut akan diolah lalu dimodelkan menggunakan perangkat lunak atau secara manual yang menghasilkan model sebaran vertikal dan horisontal material PAF dan NAF. Dari model tersebut dapat dihitung volume insitu dari tiap jenis material dan penyebarannya. Hasil pemodelan ini kemudian dinyatakan dalam laporan yang diserahkan kepada Departemen Mine Planning & Control.
3.4 Perencanaan
Depatemen Mine Planning & Control menggunakan data model geokimiadalam optimasi cadangan batubara dan jumlah material batuan penutupPAF dan NAF. Hasil optimasi tersebut selanjutnya menjadi dasar dalam membuat desain detail kegiatan penambangan. Berdasarkan pelaksanaan penambangan dan penimbunan yang telah dijadwalkan, pelaksanaan pengontrolan proses pengelolaan AAT juga dilakukan, mulai dari pengambilan contoh dari lubang peledakan batuan penutup, penimbunan batuan secara selektif, pembentukan lapisan penutup timbunan dan pengujian kualitasnya, sampai dengan penyebaran kembali tanah pucuk dan penanaman. Semua kegiatan tersebut bertujuan untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya air asam tambang.
3.5 Uji Verifikasi Model Geokimia
Verifikasi dari model geokimia dilakukan melalui pengambilan contoh pada area yang akan ditambang, yaitu sampel cutting bor lubang peledakan. Pengambilan contoh dilakukan secara representatif agar didapat hasil analisis yang benar-benar mewakili kondisi area tersebut. Analisis contoh dilakukan di laboratorium NAG Environment Department.
3.6 Penafsiran Hasil Analisis
Hasil analisis laboratorium terhadap identifikasi tipe batuan yang masih berupa tipe batuan beserta titik koordinat sampling dan kedalaman lubang bor peledakan selanjutnya diolah oleh Geology Evaluator untuk dibuat menjadi area blok NAF/PAF sesuai dengan hasil analisis sampel. Hasil penafsiran ini dikirimkan segera kepada Mine Operation Department dan mitra kerja setelah hasil analisis laboratorium.
V-9 Gambar 10. Kegiatan pengambilan contoh cutting bor lubang peledakan dan pencatatan data
kelengkapannya
3.7 Penempatan Material Batuan Penutup
Material batuan penutup dari area peledakan selanjutnya ditentukan penepatannya oleh Mine Operation Department dan mitra kerja berdasarkan tipe batuan. Batuan PAF ditempatkan pada timbunan disposal bagian bawah, sedangkan batuan NAF ditempatkan di bagian atas atau luar untuk melapisi dan menyelimuti batuan PAF.
Pada lokasi penimbunan dilakukan pemasangan batas timbunan batuan PAF dan NAF berupa pita dan papan petunjuk. Kedua tanda ini dijadikan panduan bagi operator alat angkut dan pengawas untuk menempatkan batuan sesuai dengan lokasi yang telah direncanakan.
4 Tantangan Pengelolaan AAT
LMO menghadapi permasalahan AAT sejak diketahui adanya area yang memiliki beban keasaman cukup tinggi dan hasil model geokimia batuan menunjukan hanya 30 persen dari total volume material batuan penutup yang tidak berpotensi membentuk AAT. Hal ini mengakibatkan terbatasnya material yang dapat digunakan sebagai lapisan penutup material PAF di disposal. Kondisi ini juga mengakibatkanbeban pengolahan di WMP menjadi tinggi sehingga kebutuhan kapur sebagai penetral menjadi semakin meningkat yang berdampak pada peningkatan biaya pengolahan dan operasi penambangan.Selain itu, potensi AAT di area disposal akan mengganggu pertumbuhan tanaman revegetasi sehingga mempengaruhi proses reklamasi area bekas tambang.
Dalam upaya pencegahan, strategi pelapisan atau capping material PAF dengan menggunakan material NAF atau material lainnya perlu dikembangkan untuk mendapatkan metode terbaik yang efektif dan efisien sehingga pencegahan AAT di area disposal dapat dilakukan.Sistem pengolahan baik dalam aspek unit operasi maupun proses juga dikembangkan sehingga proses netralisasi AAT dapat berjalan dengan optimal baik selama tahap penambangan maupun pascatambang.
5 Penutup
V-10 2010, Bandung (in Bahasa Indonesia)
Abfertiawan M.S. and Gautama R.S. Development of Catchment Area Approach in Management of Acid Mine Drainage, International Mine Water Association Congress 2011, September 9, 2011, Aachen, Germany
Abfertiawan M.S., et.al. The Challenges in Acid Mine Drainage Management in Lati Coal Mine Operation, East Kalimantan. Mine Planning and Equipment Selection Conference, 2013, Dresden, Germany
Fajarwati,A.. Kajian Uji Kinetik Menggunakan Free Draining Leach Column Test Dan Humidity Cell Test Untuk Emprediksi Potensi Air Asam Tambang Di Tambang Batubara Thesis, June 2010, Bandung (in Bahasa Indonesia)
Gautama R.S., Kusuma G.J, Lestari Iin, Anggana R.P., 2010, Weathering Behaviour of Overburden-Coal Ash Blending in Relation to Overburden Management for Acid Mine Drainage Prevention in Coal Surface Mine. – In: Wolkersdorfer, Ch. & Freund, A.: Mine Water & Innovative Thinking. – p. 417 – 421; Sydney, Nova Scotia (CBU Press).
