PENGARUH KESTABILAN LERENG TERHADAP CADANGAN ENDAPAN BAUKSIT
Oleh
Eddy Winarno; Wawong Dwi Ratminah Program Teknik Pertambangan
UPN “Veteran” Yogyakarta Abstrak
Optimalisasi Keberhasilanan Penambangan Terbuka Endapan Bauksit sangat dipengaruhi oleh keakuratan perencanaan penambangan, diantaranya adalah kelayakan di bidang teknis dan ekonomis.
Salah satu parameter terpenting dalam kelayakan teknis adalah penentuan ultimate pit slope (sudut kelerengan total), yang nilainya dipengaruhi oleh karakteristik Endapan Bauksit dan batuan sepanjang lereng tersebut.
Penentuan besar kecilnya nilai sudut kelerengan berpengaruh terhadap cadangan lapisan penutup (overburden) dan endapan Bauksit yang dapat diambil (mineable reserve), yang korelasinya bernilai positif.
Apabila dikaitkan dengan aspek ekonomis, maka penentuan sudut kelerengan juga berpengaruh terhadap keuntungan dari cadangan endapan Bauksit yang dapat ditambang yang kemudian dinamakan sebagai batas Break Even Stripping Ratio (BESR).
Kata kunci : ultimate pit slope, mineable reserve, dan Break Even Stripping Ratio
I. PENDAHULUAN
Bauksit merupakan mineral sekunder yang dihasilkan melalui proses pelapukan (lateritisasi) yang terjadi selama berjuta – juta tahun yang lampau pada batuan beku misalnya granit. Pada saat ini permintaan pasar internasional (terutama china) akan mineral bijih khususnya bijih bauksit semakin meningkat. Hal ini perlu direspon dengan cara melakukan eksplorasi pada beberapa tempat yang mempunyai potensi sumberdaya dan atau cadangan bauksit
.
Apabila sistem penambangan terbuka yang akan diaplikasikan terhadap cadangan bauksit di atas, maka agar dapat ditambang dengan aman perlu dilakukan kajian geoteknik khususnya kestabilan lereng jenjang penambangan. Salah satu faktor penyebab ketidakstabilan lereng jenjang adalah nilai besaran sudut kemiringan lereng tunggal dan atau total. Berbagai nilai besaran sudut kemiringan lereng disimulasikan berdasarkan karanteristik lapisan pembentuk kelerengan jenjang, yang pada akhirnya ditentukan nilai besaran sudut kemiringan lereng yang masih aman untuk dilakukan penambangan (ultimate pit slope) Akibat dari penentuan ultimate pit slope adalah cadangan yang terambil (mineable reserve) menjadi terbatas, dan apabila disinergikan dengan harga bauksit dan biaya penambangan per satuan berat diharapkan didapatkan cadangan yang
optimal, baik dikaji dari segi teknik maupun segi ekonomi.
Batasan sudut kemiringan lereng, cadangan tertambang, dan nilai ekonomi bauksit, berpengaruh terhadap batas keuntungan terkecil apabila ditambang secara tambangterbuka. Batas ini yang kemudian dinamakan sebagai Break Even Stripping Ratio (BESR).
II. KAJIAN TEORI
2.1. Karakteristik Bijih Bauksit
Bauksit merupakan kelompok mineral Aluminium Hidroksida yang beranggotakangibsit, boehmit dan diaspor. Bauksit mempunyai warna putih atau kekuningan dalamkeadaan murni, merah atau coklat apabila terkontaminasi oleh besi oksida atau bitumen.Bauksit relatif sangat lunak dengan kekerasan 1-3, relatif ringan dengan berat jenis 2,32mudah patah, tidak larut dalam air dan tidak terbakar.
Bahan galian ini terjadi dariproses pelapukan (lateritisasi) batuan sisa induk.Laterit merupakan bahan yang berupa konkresi berwarna kemerahan, bersifatporous, menutupi hampir sebagian besar darah tropis dan sub tropis. Bauksit lateritterbentuk dibawah kondisi pelapukan, yaitu dengan melalui proses dekomposisi danpelarutan unsur-unsur yang terkandung dalam batuan.
Oksigen berfungsi untukmengoksidasi pada proses pelapukan, dan COyang terlarut dalam air
dan asam yangmerupakan pelarut yang kuat, sehingga unsur-unsur yang lebih mudah bergerak seperti silika akan terlarutkan dan terbawa ke bawah, dan unsur-unsur yang tidak mudah bergerak seperti Al dan Fe akan tinggal, sehingga komponen silika dengan kadar tinggi akan terdapat di lembah, komponen besi pada lereng bukit yang tinggi, komponen titan pada lereng yang jauh dari muka air rawa, sedangkan komponen alumina pada lereng dan puncak bukit.
Biasanya laterit bauksit bertekstur oolitik atau pisolitik
2.2. Kajian Kestabilan Lereng
Dalam keadaan tidak terganggu suatu massa batuan umumnya mempunyai kesetimbangan terhadap gaya – gaya dari dalam maupun yang timbul dari luar. Jika terjadi perubahan terhadap gaya – gaya yang ada, seperti perubahan gaya akibat adanya penggalian, penimbunan, erosi atau aktivitas lainnya maka masa batuan akan mengalami perubahan kesetimbangan sehingga massa batuan tersebut berusaha mancapai suatu kesetimbangan yang baru secara alamiah.
Gambar 1.
Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Massa Pada kondisi terjadi kesetimbangan (Gambar 1)
maka gaya peluncur harus sama dengan gaya penahan. Kondisi tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut :
cA W Cos Tan W.sin . .
dengan :
sin .
W Gaya Peluncur
WCos Tan A
c. . Gaya penahan
Atau dengan kata lain terjadi kesetimbangan dengan faktor keamanan atau faktor kesetimbangan (FS) :
Cot Tan WSin
A
FS c.
≥ 1,0
2.3. Sumberdaya dan Cadangan
Konsep sumberdaya dan cadangan dibatasi oleh ultimate pit slope(lihat Gambar 2). Peningkatan dari sumberdaya menjadi cadangan apabila telah dilakukan kajian ekonomi.
Berdasarkan batasan kajian teknik dan kajian ekonomi maka estimasi cadangan khususnya pada tambang terbukaselain dibatasi oleh nilai ultimate pit slope, juga dibatasi oleh batas IUP dan Break Even Stripping Ratio (BESR).
Gambar 2
Sumberdaya dan Cadangan
Sumberdaya Cadangan
Ultimate Pit Slope
Salah satu metode untuk estimasi cadangan Bauksit adalah bahwa :
Cadangan = Ax TebxKadarxBJ dengan :
A = luas, m2 Teb = Tebal, m Kadar = % Al2O3
BJ = berat jenis, kg/m3
2.4. Break Even Stripping Ratio (BESR) BESR didefinisikan sebagai titik impas atau pulang pokok biaya yang dikeluarkan pada kegiatan penambangan dengan rasio pengupasan tertentu.
BESR juga dapat dinyatakan dengan rumus berikut :
OCB
BESR
v OC
Re
dengan :
BESR = Break Even Stripping Ratio Rev = Hasil Penjualan Bijih OC = Operating Cost
(semua biaya diluar biaya kupas OB) OCB = Biaya Pengupasan Overburden
Batasan yang dipakai dalam BESR yaitu jika BESR > 1 maka dapat dilakukan penambangan
dengan sisten tambang terbuka, sedangkan jika BESR < 1 lebih cocok dengan tambang bawah tanah.
III. ESTIMASI CADANGAN 3.1. Karakteristik Bijih Bauksit
Estimasi cadangan dilakukan simulasi pada cebakan bauksit daerah Kecamatan Parenggean Kabupaten Kotawaringin Timur Propinsi Kalimantan Tengah.
Berdasarkan data sampel berjumlah 63 sampel dengan perincian 58 sampel dari hasil sampel test pit dan 5 dari hasil sampel Handauger, menunjukkan bahwa 53 sampel kandungan bauksitnya 40% - 45% Al2O3.
Data test pit dan hasil analisis kimiadapat dilihat pada Tabel 4 di lampiran.
Berdasarkan hasil kajian geoteknik maka pada perencanaan tambang terbuka digunakan batasan sebagai berikut :
Sudut kemiringan jenjang tunggal = 400
Tinggi jenjang tunggal = 5 m
Lebar jenjang tunggal = 2 m
Total kedalaman jenjang = 25 m
Dengan bantuan aplikasi software estimasi cadangan dan software AutoCad 2007 didapatkan hasil cadangan bijih Bauksit sebesar 3.336.480 ton (Tabel 1), sedangkan untuk Overburden (lapisan penutup) sebesar 2.731.440 m3 ( Tabel 2).
Tabel 1
Hasil Estimasi Cadangan Bijih Bauksit
Tabel 2
Hasil Estimasi Overburden
Z (Mdpl) Volume Tonnes
20.0 -> 25.0 21450 34320
25.0 -> 30.0 1039450 1663120
30.0 -> 35.0 435700 697120
35.0 -> 40.0 497200 795520
40.0 -> 45.0 91500 146400
Grand Total 2085300 3336480
Cadangan Ore Tertambang Pd Single Slope 40°
Z Volume Tonnes
20.0 -> 25.0 24550 39280
25.0 -> 30.0 376700 602720
30.0 -> 35.0 701850 1122960
35.0 -> 40.0 348750 558000
40.0 -> 45.0 255300 408480
Grand Total 1707150 2731440
Overburden Tertambang Pd Single Slope 45°
Sedangkan profil 2 dimensi hasil estimasi cadangan Bijih Bauksit dan Overburden dapat dilihat pada Gambar 4 di lampiran.
2.2. Simulasi Estimasi
Estimasi cadangan dilakukan terhadap endapan bijih bauksit dengan variasi sudut kemiringan jenjang tunggal sebesar 450, 500, 550, 600, 650, dan 700 dengan asumsi bahwa masih tercapai keamanan lereng (tidak longsor).
Hasil keseluruhan simulasi terangkum dalam Tabel 3 di bawah.
Pada Tabel 3 dapat dianalisis bahwa semakin curam (besar) sudut kemiringan lereng maka cadangan Bijih Bauksit menjadi semakin kecil, demikian pula untuk lapisan penutupnya.
Sedang untuk Stripping Ratio (SR) nilainya semakin turun, yang berarti juga nilai BESR juga semakin turun.
Tabel 3
Hasil Simulasi Cadangan Bijih Bauksit Sudut
Kemiringan Lereng
%
Cadangan Bijih Bauksit
(Ton)
Volume Lapisan Penutup (m3)
Stripping Ratio
(SR) 450 3.328.720 2.775.040 0,833 500 3.318.320 2.762.880 0,832 550 3.314.080 2.755.600 0,831 600 3.310.960 2.745.840 0,829 650 3.304.320 2.732.800 0,827 700 3.300.560 2.724.400 0,825 IV. DISKUSI
Berdasarkan Tabel 3 di atas, maka dapat dicari hubungan antara sudut kemiringan jenjang dengan
cadangan Bijih Bauksit yang dapat ditambang melalui persamaan regresi. Hasilnya dapat dilihat di Gambar 3 di bawah.
Gambar 3
Regresi Cadangan dan Kemiringan Jenjang Dari Gambar 3 dapat dianalisis bahwa :
Setiap kenaikan kemiringan jenjang satu unit satuan (satu derajat), maka terjadi penurunan cadangan Bijih Bauksit sebesar 1,1714 ton .
Kontribusi perubahan sudut kemiringan jenjang terhadap cadangan Bijih Bauksit sebesar 97,28% sesangkan sisanya sebesar
2,72 dipengaruhi oleh variabel lain (kedalaman atau tinggi jenjang, dan lain-lain).
Semakin curam (besar) sudut kemiringan jenjang berdampak semakin kecilnya cadangan Bijih bauksit yang dapat ditambang dan semakin kecil nilai BESR.
y = -1,1714x + 3380,1 R² = 0,9728
3300 3310 3320 3330 3340
35 45 55 65 75
Cadangan Bijih bauksit, Ton
Sudut Kemiringan Jenjang, derajat
V. PENUTUP
Cadangan Bijih Bauksit sangat dipengaruhi oleh sudut kemiringan lereng (ultimate pit slope) dimana semakin curam sudut kemiringan lereng akan berdampak semakin kecil cadangan yang dapat ditambang dan berdampak pula semakin kecil nilai BESR.
VI. PUSTAKA
1. Annel, A.E, 1991, Mineral Deposit Evaluation : A practical approach, Chapman
& Hall, London, p.99-212
2. Carras, S., 1986, Sampling Evaluation And Basic Principles of Ore Reserve Estimation, Carras Mining & Associates, Australia, p.40- 83
3. Hastrulid, W.A., 1998, Open Pit Mine Planning and Design, Chapman & Hall, London
4. ______, 2011, Laporan Eksplorasi dan Perhitungan Cadangan Bijih Bauksit Desa BejaroKecamatan Parenggean Kabupaten Kotawaringin Kalimantan Tengah, Tidak Dipublikasikan.
Tabel 4
Hasil Analisis Conto Bijih Bauksit
No.
Kode
Conto SiO2% Al2O3% Fe2O3% TiO2% H2O% HD%
1 B5.16A1H 7.69 53.46 8.08 0.7 0.71 27.49 2 B5.16A2H 7.24 52.72 8.28 0.84 0.75 27.04 3 B5.16A3H 14.92 43.38 11.14 1.4 1.25 21.28 4 C4.111H 19.88 32.59 18.64 2.33 1.39 18.34 5 C4.112H 1.37 56.47 8.6 0.82 0.52 29.66 6 C4.121H 3.62 58.24 7.23 0.82 0.61 28.28 7 G4.231H. 5.88 54.17 8.81 0.99 0.69 27.15 8 G4.232H 2.72 55.23 9.34 1.03 0.49 28.67 9 G4.241H 20.34 34.71 20.33 2.58 1.74 18.76 10 G4.242H 4.53 55.41 7.84 0.94 0.66 28.64 11 G4.243H 8.14 53.46 8.92 1.13 0.8 26.51 12 G4.251H 13.56 42.66 16.95 2.01 1.44 22.18 13 G4.252H 16.27 43.79 11.66 1.21 0.36 22.17 14 G4.35A1H 1.37 56.47 8.28 0.86 0.63 28.88 15 G4.35A2H 1.37 56.65 8.28 0.91 0.62 28.57 16 G4.35A3H 3.62 55.05 8.6 0.96 0.29 28.44 17 G4.361H 4.08 55.23 8.45 0.91 0.53 29.28 18 G4.362H 0.91 56.11 9.34 1.01 0.4 28.89 19 G4.363H 2.27 54.7 10.08 1.09 0.35 28.2 20 G4.92H 1.82 57.18 8.28 0.72 0.43 29.39 21 H3.92H 2.72 55.05 9.45 0.89 0.37 28.65 22 H3.102H 4.98 54.35 9.03 0.86 0.43 28.6 23 H3.103H 8.5 53.28 9.24 1.18 0.44 26.15 24 H3.121H 11.3 45.19 13.97 2.91 5.61 24.53 25 H3.122H 4.08 55.41 8.13 1.01 0.32 28.74 26 H3.131H 15.82 34.54 22.5 3.08 1.46 21.39 27 H3.132H 4.08 56.29 8.5 1.23 0.58 29.23 28 H3.133H 4.98 53.46 9.55 1.13 0.44 28.09 29 H3.151H 4.53 56.65 7.18 0.99 0.45 29.34 30 H3.152H 6.33 54.35 8.71 1.06 0.53 28.42 31 H3.153H 5.88 83.28 9.56 1.04 0.54 28.03 32 H3.161H 20.34 34 18.65 2.62 3.35 21.05 33 H3.162H 6.79 52.22 10.19 0.96 0.55 27.77 34 H3.163H 8.14 52.73 8.29 1.01 0.6 26.95 35 H3.171H 18.08 33.12 20.33 2.67 3.43 20.93 36 H3.172H 5.43 50.28 14.79 0.86 0.55 26.06 37 H3.173H 9.5 53.11 6.45 0.99 0.55 27.25 38 H3.181H 13.11 41.08 18.32 2.11 1.05 23.08 39 H3.182H 8.14 51.81 9.73 1.03 0.54 26.88 40 H3.183H 7.59 53.64 7.14 1.13 0.39 28.19 41 H3.191H 17.63 34 22.82 2.96 1.37 20.07 42 H3.192H 4.53 53.64 8.93 0.87 0.6 28.21 43 H3.193H 10.4 44.09 16.9 1.79 0.82 24.09 44 H3.201H 4.08 56.4 6.53 0.97 0.7 28.52 45 H3.202H 2.27 54.85 9.97 0.89 0.48 28.64 46 H3.203H 5.88 53.48 9.45 0.89 0.59 27.81
