TUGAS AKHIR. Oleh: M DIMAS AJI NPM:

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISIS SISTEM PENYALIRAN TAMBANG BAWAH TANAH PADA PT. NUSA ALAM LESTARI, PASAR LEMBAH

SEGAR, DESA SALAK, KECAMATAN TALAWI, KOTA SAWAHLUNTO, SUMATERA BARAT

Oleh:

M DIMAS AJI NPM:1510024427056

YAYASAN MUHAMMAD YAMIN PADANG

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI (STTIND) PADANG PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

2020

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

ANALISIS SISTEM PENYALIRAN TAMBANG BAWAH TANAH PADA PT. NUSA ALAM LESTARI, PASAR LEMBAH

SEGAR, DESA SALAK, KECAMATAN TALAWI, KOTA SAWAHLUNTO, SUMATERA BARAT

M Dimas Aji 1510024427056

Disetujui : Pembimbing I,

Dian Hadiyansyah, MT NIDK. 8991940017

Ketua Parodi,

Riam Marlina A,ST, MT NIDN. 1027098501

Ketua STTIND,

Riko Ervil, MT NIDN. 1014057501 Pembimbing II,

Refky Adi Nata, ST, MT NIDN. 1028099002

(3)

ANALISIS SISTEM PENYALIRAN TAMBANG BAWAH TANAH PADA PT. NUSA ALAM LESTARI, PASAR LEMBAH

SEGAR, DESA SALAK, KECAMATAN TALAWI, KOTA SAWAHLUNTO,

SUMATERA BARAT

Nama : M Dimas Aji NPM : 1510024427056

Pembimbing I : Dian Hadiyansyah, MT Pembimbing II : Refky Adi Nata, ST. MT

ABSTRAK

Operasi penambangan yang dilakukan oleh PT. Nusa Alam Lestari menggunakan sistem penambangan bawah tanah (underground mining) dengan metode room and pilar. Pada tambang bawah tanah penambangannya sangat dipengaruhi oleh air. Keberadaan air pada dasar front sangat mengganggu kegiatan penambangan, sehingga air tersebut harus dikeluarkan dari lokasi penambangan.

Sistem penyaliran tambang yang digunakan oleh PT. Nusa Alam Lestari pada front penambangan menggunakan saluran dan pemompaan. Debit air dari front penambangan dipompakan menuju saluran, kemudian dialirkan menuju kolam pengendapan lumpur. Besarnya curah hujan rancangan adalah 147,23 mm/hari.

Dengan luas Catchment area yaitu 0,00002078 m³/detik.

Pada Catchment area untuk mengeluarkan air menggunakan pemompaan, dengan jumlah pompa 1 buah pompa pada putaran mesin 2400 rpm dan 2 buah pompa pada putaran mesin 1500 rpm, untuk mengeluarkan air pada Catchment area menggunakan saluran tambang dengan dimensi lebar dasar saluran 0,66 m, tinggi saluran 0,57 m, lebar muka air 1,32 m dan dengan kemiringan 60^o.

Total lumpur adalah 1.024,92 m³/tahun, pengerukan dilakukan 12 kali dalan satu tahun.Volume lumpur dalam 1 kali pengerukan adalah 1.012,05 m³ volume lumpur sebesar 253,02 m³ tersebut terbagi dalam 6 buah kolam pengendapan lumpur, jadi volume untuk 1 kolam pengendapan lumpur adalah 168,68 m³. Dengan demikian dimensi kolam pengendapan lumpur yang harus direncanakan adalah, panjang 20 m, lebar 15 m dan kedalaman 5 m.

Kata kunci: Curah hujan rancangan, intensitas curah hujan, debit limpasan, dimensi saluran, pompa dan dimensi kolam pengendapan lumpur.

(4)

DRAINAGE SYSTEM ANALYSIS UNDERGROUND MINING ACOMPANY. NUSA ALAM LESTARI, PASAR LEMBAH

SEGAR, SALAK VILLAGE, TALAWI DISTRICT, SAWAHLUNTO CITY, WEST SUMATRA

NAME : M Dimas Aji

STUDENT ID : 1510024427056

SUPERVISOR I : Dian Hadiyansyah, MT SUPERVISOR II : Refky Adi Nata, ST. MT

ABSTRACT

A type of mining operation which was conducted by PT. Nusa Alam Lestari is an underground mining. It primarily utilized the room and pillar method. The underground mining process has greatly affected by the presence of pool which was found at the front base; it was necessarily to be removed. PT. Nusa Alam Lestari have also applied a drainage system to pump out the excess water from the frontbase through pipeline to the settling pond. The design ed precipitation was 147,23 mm/day, with the size of Catchment area for about 0,00002078 /

. In the Catchment area, the excess water then was pumped out with one water pumps with 2400 rpm and two pumps with 1500 rpm. The excess water was pump out through pipeline with the width of 0,66 m, height of 0,57 m, and water width of 1,32 m with the degree of slope 60^o.

With the total mud of 1.024,92 / , the excavation was conducted 12 times a year. The mud volume for every excavation is about 1.012,05 and it was divided into 6 settling ponds. Thus, the volume for every settling pond is 168,68 . Therefore, the overall size of the settling pond which should be planned is 20 m of length, 15 m of wide, 5 m of dept.

Keywords: Runoff, Sump, catchment area, pump.

(5)

i

KATA PENGANTAR ﻢﯿﺤﺮﻠاﻦﻤﺤﺮﻠاﷲﻢﺴﺒ

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkah dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang merupakan salah satu mata kuliah wajib. Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini belum sempurna karena keterbatasan pengetahuan yang dimiliki penulis.

Walaupun demikian, penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam penyelesaian proposal penelitian ini dengan baik.

Dalam proses ini penulis telah didorong dan dibantu oleh berbagai pihak, oleh karena itu dalam kesempatan ini, penulis dengan tulus hati mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Orang tua yang selalu memberi semangat dalam proses perkuliahan dari awal hingga sampai pada proses pembuatan tugas akhir.

2. Bapak Riko Ervil, MT selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang.

3. Riam Marlina A, ST, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Pertambangan Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang.

4. Bapak Dian Hadiyansyah, MT selaku dosen pembimbing I dalam penulisan tugas akhir.

5. Bapak Refky Adi Nata ST, MT selaku dosen pembimbing II dalam penulisan tugas akhir.

6. Bapak Dian Firdaus a.md selaku Kepala Teknik Tambang PT. Nusa Alam Lestari.

7. Teman-teman Mahasiswa/mahasiswi Sekolah Tinggi Teknologi Industri (STTIND) Padang, khususnya dari program studi Teknik Pertambangan.

(6)

ii

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat-Nya kepada pihak-pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis. Pada akhirnya penulis berharap semoga proposal penelitian ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari seluruh pihak demi kesempurnaan laporan ini.

Padang, Agustus 2020

(M Dimas Aji)

(7)

iii

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL

HALAMAN PERSETUJUAN ABSTRAK

ABSTRACT

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Rumusan Masalah ... 4

1.5 Tujuan Penelitian ... 4

1.6 Manfaat Penelitian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Landasan Teori... 6

2.1.1 Pengertian Pertambangan ... 6

2.1.2 Deskripsi perusahaan ... 6

2.1.2.1 Sejarah Singkat PT. Nusa Alam Lestari ... 6

2.1.2.2 Sturktur Organisasi PT. Nusa Alam Lestari ... 7

2.1.2.3 Lokasi Kesampaian Daerah ... 8

2.1.3 Kondisi Geologi Regional . ... 10

2.1.3.1 Statigrafi ... 11

2.1.3.2 Kondisi Topografi ... 11

2.1.4 Sistem Penambangan ... 12

2.1.4.1 Sistem Tambang Bawah Tanah ... 12

2.1.4.2 Sistem Tambang Bawah Air ... 13

(8)

iv

2.1.5 Penyaliran Tambang ... 13

2.1.5.1 Daur Hidrologi ... 13

2.1.5.2 Presipitasi ... 14

2.1.5.3 Infiltrasi ... 15

2.1.5.4 Evaportranspirasi... 15

2.1.5.5 Debit Hidrologi ... 16

2.1.5.6 Limpasan (run off) ... 16

2.1.6 Curah Hujan ... 17

2.1.6.1 Intensitas Curah Hujan ... 18

2.1.6.2 Periode Ulang Hujan ... 19

2.1.6.3 Daerah Tangkapan Hujan ... 21

2.1.7 Saluran Tambang ... 22

2.1.8 Sumuran ... 24

2.1.9 Pompa ... 25

2.1.9.1 Daya Pompa ... 25

2.1.9.2 Kapasitas Pompa ... 26

2.1.10 Pipa ... 26

2.1.11 Aliran Fluida ... 30

2.1.12 Kolam Pengendapan Lumpur ... 31

2.2 Kerangka Konseptual ... 32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 35

3.1 Jenis Penelitian... 35

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 35

3.2.1 Tempat Penelitian... 35

3.2.2 Waktu Penelitian ... 35

3.3 Variabel Penelitian ... 35

3.4 Data dan Sumber Data ... 35

3.5 Teknik Pengumpulan Data ... 36

3.6 Teknik Pengolahan dan Analisis Data ... 37

3.6.1 Teknik Pengolahan Data ... 37

3.6.2 Analisis Data ... 37

(9)

v

3.7 Diagram Alir Penelitian ... 38

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... 40

4.1 Pengumpulan data ... 40

4.2 Pengolahan Data... 40

4.2.1 Penentuan Curah Hujan Rancangan ... 42

4.2.2 Penentuan Intensitas Curah Hujan ... 45

4.2.2.1 Intensitas Curah Hujan ... 46

4.2.3 Penentuan Debit Limpasan ... 47

4.2.3.1 Debit Limpasan ... 47

4.2.4 Pemompaan ... 47

4.2.4.1 Penentuan Head dan Daya Pompa ... 48

4.2.5 Penentuan Jenis Dan Dimensi Penampang Saluran ... 51

4.2.5.1 Penentuan Jenis Penampang Saluran ... 51

4.2.5.2 Dimensi Saluran ... 53

4.2.6 Rencana Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur ... 55

BAB V ANALISA HASIL PENGOLAHAN DATA ... 58

5.1 Sitem Penyaliran Tambang ... 58

5.1.1 Sistem Dreinase Saat Ini ... 58

5.1.2 Perencanaan Sistem Dreinase ... 59

5.1.3 Sitem Pemompaan Saat Ini ... 59

5.1.4 Perencanaan Sistem Pemompaan ... 60

5.2 Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur ... 60

5.2.1 Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur Saat Ini ... 60

5.2.2 Perencanaan Kolam Pengendapan Lumpur ... 60

BAB VI PENUTUP ... 62

6.1 Kesimpulan ... 62

6.2 Saran ... 62 DAFTARN KEPUSTAKAAN

LAMPIRAN

(10)

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Organisasi PT. Nusa Alam Lestari ... 8

Gambar 2.2 Peta Kesampaian Daerah Lokasi PT. NAL ... 9

Gambar 2.3 Peta Lokasi Wilayah IUP PT. NAL ... 10

Gambar 2.4 Peta Topografi ... 12

Gambar 2.5 Daur Hidrologi ... 14

Gambar 2.6 Kerangka Konseptual ... 34

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 38

Gambar 4.1 Penampang Trapesium ... 51

Gambar 4.2 Penampang Saluran Terbuka ... 55

(11)

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Koefisien Limpasan Pada Berbagai Kondisi ... 17

Tabel 2.2 Derajat Dan Intensitas Curah Hujan ... 18

Tabel 2.3 Karakteristik Distribusi Frekuensi ... 20

Tabel 2.4 Nilai Variabel Reduksi Gauss ... 21

Tabel 2.5 Harga Koefisien Manning (N) ... 22

Tabel 2.6 Efesiensi Standar Pompa ... 26

Tabel 2.7 Kondisi Pipa Dan Harga C ... 27

Tabel 2.8 Koefisien Kerugian Belokan Pipa ... 28

Tabel 2.9 Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup ... 29

Tabel 2.10. Sifat-Sifat Fisik Air (Air Di Bawah 1 Atm,Dan Air Jenuh Di Atas 100⁰ C ) ... 30

Tabel 4.1 Curah Hujan Harian Maksimum Periode 10 Tahun ... 41

Tabel 4.2 Daerah Tangkapan Curah Hujan ... 41

Tabel 4.3 Deviasi Standar ... 42

Tabel 4.4 Nilai-Nilai Pada Persamaan Distribusi Log-Normal ... 44

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Dengan Distribusi Log-Normal ... 45

Tabel 4.6 Rekapitulasi Hasil Pengolahan Data ... 57

(12)

viii Daftar Lampiran

Lampiran A Perhitungan Debit Untuk Observasi Awal ...

Lampiran B Data Curah Hujan Actual Juli 2020 ...

Lampiran C Data Curah Hujan Tahunan ...

Lampiran D Alat Ukur Curah Hujan Sederhana ...

Lampiran E Konversi Satuan ...

Lampiran F Kondisi Air Tanah ...

Lampiran G Spesifikasi Pompa ...

Lampiran H Legalitas Data Lapangan ...

Lampiran I Saluran Terbuka ...

Lampiran J Rekapitulasi Hasil Pengolahan Data ...

Lampiran K Dokumentasi Lapangan ...

Lampiran L Ilustrasi Pemompaan ...

Lampiran M Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur ...

Lampiran N Peta Catchment Area ...

Lampiran O Peta Geologi ...

Lampiran P Peta Iup ...

Lampiran Q Peta Lokasi Kesampaian Daerah ...

Lampiran R Peta Topografi ...

(13)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Pertambangan batubara merupakan hal yang sangat berpengaruh bagi ketersediaan energi pada saat ini, baik digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, industri pembuatan semen, peleburan bijih besi, baik dari pasar domestik maupun manca negara. Sehingga menuntut banyaknya perusahaan tambang berlomba-lomba meningkatkan produksi batubaranya untuk bersaing memenuhi permintaan pasar batubara dunia. PT. Nusa Alam Lestari merupakan salah satu perusahaan yang bergerak dalam bidang penambangan batubara bawah tanah yang terletak di Sumatera Barat dan telah mendapati izin penambangan berupa IUP.

PT. Nusa Alam Lestari bergerak dibidang jasa pertambangan yang melakukan penambangan batubara dengan luas WIUP ±100 Ha. PT. Nusa Alam Lestari menggunakan sistem penambangan tambang bawah tanah (underground mining) dengan metoda penambangan room and pilar. PT. Nusa Alam Lestari melakukan aktivitas penambangan pada 3 Blok yaitu Blok 1 (Sapan Dalam), Blok 2 (Bukit Tambun), Blok 3 (Tanah kuning). Dimana lokasi penelitian berada pada Blok 1 (Sapan Dalam) yang berada pada arah timur yaitu Seam C1.

Berdasarkan Observasi lapangan yang dilaksanakan pada tanggal 4-5 Desember lalu didapatkan Debit limpasan sebesar 11,72 mm/detik. peneliti menemukan beberapa masalah yang timbul pada lokasi PT. Nusa Alam Lestari dan memberikan masukan kepada PT. Nusa Alam Lestari dengan memecahkan beberapa masalah yang ada pada lokasi tambang salah satunya adalah sistem Penyaliran Tambang, PT. Nusa Alam Lestari terbagi menjadi bebarapa blok.

Pada blok sapan dalam tepatnya dilubang bukaan C1 dalam kurung waktu satu bulan telah terjadi dua kali longsor akibat derasnya aliran air hujan yang berasal dari atas lubang bukaan dan air hujan itu meresap kebagian atap lubang bukaan sehingga ini menjadi masalah yang harus dipecahkan dan untuk membantu PT. Nusa Alam Lestari, peneliti mengambil lima sampel awal untuk

(14)

melakukan perhitungan observasi awal pada air yang menggenangi lantai tambang karna meresapnya air hujan tersebut.

Dalam mencapai target produksi, kelancaran suatu kegiatan penambangan menjadi faktor yang paling utama, yaitu dengan cara meminimalkan kendala- kendala yang dapat menghambat kegiatan penambangan. Kendala air merupakan aspek vital yang tidak dapat dihindari dari sistem penambangan bawah tanah (underground mining) semakin banyak lahan yang akan di tambang, semakin banyak pula air yang masuk ke dalam tambang (Ramadandika & Putri, 2015).

Oleh karena itu perlu adanya rancangan sistem penyaliran yang baik untuk mencegah front penambangan tergenang air.

Upaya ini dimaksudkan untuk menghitung dan mencegah debit limpasan yang masuk ke area penambangan dalam perdetiknya dan penentuan dimensi luasan sumuran atau sump serta menentuan kapasitas pompa yang digunakan agar proses penambangan dapat berjalan dengan baik. Debit limpasan adalah jumlah air yang mengalir akibat hujan dan bergerak dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah tanpa memperhatikan asal jalan yang ditempuh sebelum mencapai saluran. (jurnal ilmiah mahasiswa teknik kebumian, 2017).

Bersarnya debit limpasan yang mengalir diatas lubang bukaan C1 membuat tanah bergerak begitu cepat sehingga terjadinya longsor dan menutupi lubang bukaan C1.

Saluran berfungsi untuk menampung sementara serta mengalirkan air ke tempat lain. Bentuk penampang saluran umumnya dipilih berdasarkan debit air, material pengotor dan kemudahan dalam pembuatannya. Saluran air dengan penampang segi empat atau segitiga umumnya untuk debit kecil, sedangkan penampang trapesium untuk debit besar. Bentuk penampang yang paling sering dan umum dipakai adalah bentuk trapesium, sebab mudah dalam pembuatannya, murah, efisien dan mudah dalam perawatannya serta stabilitas kemiringannya dapat disesuaikan menurut keadaan topografi dan geologi.

Evaluasi terhadap sump, saluran terbuka dan kinerja pompa perlu dilakukan untuk mencegah air meluap, sehingga berpotensi menyebabkan genangan pada lantai tambang. Jumlah kebutuhan pompa tidak optimal sehingga

(15)

mengakibatkan meluapnya air yang terdapat pada sump ketika hujan (Rahmadi Siahan, dkk. 2017).

Settling pond adalah kolam yang dibuat untuk menampung dan mengendapkan air tanah yang berasal dari front penambangan. Di samping itu, kolam pengendapan juga dapat berfungsi sebagai tempat pengontrol kualitas dari air yang akan dialirkan keluar kolam pengendapan, sehingga air yang dialirkan ke sungai dalam keadaan jernih hal ini juga dimaksudkan untuk mencegah terjadinya penangkalan sungai karena pengendapan lumpur baik itu kandungan materialnya, tingkat keasaman ataupun kandungan material lain yang dapat membahayakan lingkungan. Pemilihan tersebut didasarkan pada pertimbangan bahwa penempatan kolam pengendapan pada daerah ini tidak akan mengganggu aktivitas penambangan dan akan lebih mudah dalam penanganan air yang keluar dari dalam kolam, bentuk kolam pengendapan berbentuk sederhana yaitu berupa kolam berbentuk zigzag yang disesuaikan dengan kondisi lapangan dan dimana baku mutu air limbah kegiatan penambangan batubara sudah di atur dalam KEPMEN Lingkungan Hidup No. 113 Tahun 2003.

Berdasarkan latar belakang di atas maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul “Analisis Sistem Penyaliran Tambang Bawah Tanah Pada PT. Nusa Alam Lestari Pasar Lembah Segar Desa Salak Kecamatan Talawi Kota Sawahlunto, Sumatera Barat.”

1.2. Idenifikasi Masalah

Identifikasi masalah pada penelitian ini adalah:

1. Debit limpasan dari atas tunnel sebesar 11,72 mm/detik sehingga menyebabkan terjadinya longsor pada lubang bukaan.

2. Belum adanya saluran terbuka dari mulut tambang ke sump.

3. Instalasi pipa pada saat ini belum memenuhi standar karena pada sambungan antar pipa tidak dilem, sehingga ketika debit besar sambungan pipa sering terlepas.

4. Penyambung pipa yang digunakan pada saat ini hanya menggunakan karet ban sehingga sering terlepas.

(16)

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

1. Dari observasi di lapangan tidak ditemukannya indikasi adanya air tanah yang merembes ke tunnel, jadi penelitian ini hanya difokuskan menghitung debit limpasan dari hujan saja.

2. Sesuai dengan kondisi tunnel, maka penelitian ini dilakukan dengan metode mine dewatering dan mine drainage.

3. Penelitian hanya di fokuskan pada Blok 1 (sapan dalam).

1.4. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah:

1. Berapakah debit limpasan yang masuk ke dalam tunnel C1 setelah hujan turun?

2. Spesifikasi pompa seperti apa yang di perlukan untuk mengeluarkan air dari tunnel?

3. Berapakah dimensi saluran terbuka yang sesuai untuk menampung dan mengalirkan air dari mine sump utama ?

4. Bagaimana design settling pond di tambang PT. Nusa Alam Lestari ? 1.5. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mendapatkan hasil perhitungan debit limpasan yang masuk ke tunnel C1 2. Mendapakan jumlah pompa yang dibutuhkan untuk menjaga elevasi air

pada mine sump utama agar tidak meluap ke front penambangan.

3. Mendapatkan ukuran dimensi saluran terbuka yang sesuai untuk menampung dan mengalirkan dari mine sump utama.

4. Mendapatkan rancangan design settling pond yang dibutuhkan untuk menampung air serta mengendapkan lumpur yang berasal dari mine sump utama.

(17)

1.6. Manfaat penelitian

Setelah penelitian dilakukan, penulis berharap hasil penelitian dapat memberi manfaat:

1. Bagi penulis

Dapat mengaplikasikan ilmu dibangku perkuliahan ke dalam bentuk penelitian dan meningkatkan kemampuan dalam menyelesaikan suatu kasus.

2. Bagi institusi STTIND Padang

Dapat dijadikan sebagai salah satu masukan untuk pembuatan jurnal dan dapat dijadikan sebagai referensi dan pedoman bagi mahasiswa yang akan melakukan penelitian.

3. Bagi Perusahaan

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi perusahaan sebagai masukan dalam menentukan system penyaliran tambang pada PT.

Nusa Alam Lestari, khususnya agar kegitan penambangan lebih efisien dari segi waktu dengan hasil yang seoptimal mungkin.

(18)

6 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori

Landasan teori merupakan teori-teori yang berhubungan dengan judul penelitian sebagai penguat penelitian, diantaranya dapat dilihat pada poin-poin di bawah ini:

2.1.1 Pengertian tambang

Definisi pertambangan berdasarkan UU Nomor 4 Tahun 2009 adalah sebagian atau seluruh tahapan kegiatan dalam rangka penelitian, pengelolaan dan pengusahaan mineral atau bijih tembaga yang meliputi penyelidikan umum, eksplorasi, studi kelayakan, konstruksi, penambangan, pengolahan dan pemurnian, pengangkutan dan penjualan serta kegiatan paska tambang.

2.1.2 Deskripsi Perusahaan

2.1.2.1 Sejarah Singkat PT. Nusa Alam Lestari

PT. Nusa Alam Lestari (PT. NAL) adalah salah satu perusahaan yang bergerak dalam bidang pertambangan batubara. Tujuan utama PT. Nusa Alam Lestari adalah mengembangkan dan menggunakan batubara sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Serta memproduksi dan memasarkan batubara dengan cara harga terbaik dan berkembang harmonis bersama lingkungan. Pada tahun 2004 PT. Nusa Alam Lestari memulai kegiatan penambangan dengan eksplorasi lanjutan PT. Bukit Asam Persero Tbk. Pada tahun 2006 PT. Nusa Alam Lestari mendapatkan perizinan untuk melakukan kegiatan penambangan dan bekerja sama dengan kontraktor PT. Arka Ananta untuk melakukan kegiatan penambangan menggunakan metode tambang terbuka open pit. PT. Arka Ananta menggunakan metode open pit karena endapan batubara dekat dengan permukaan tanah.

PT. Arka Ananta melakukan kegiatan penambangan tanpa melakukan kegiatan peledakan sehingga menyebabkan produksi tidak maksimal, pada tahun 2008 PT. Nusa Alam Lestari mengambil alih langsung untuk melakukan kegiatan penambangan dengan menggunakan kegiatan peledakan dan berakhir pada tahun

(19)

2011 dikarenakan sudah tidak ekonomis lagi dilakukan tambang terbuka. Dari tahun 2011 PT. Nusa Alam Lestari melanjutkan kegiatan penambangan menggunakan metode tambang bawah tanah dikarenakan masih banyak cadangan batubara. Cadangan batubara yang terdapat pada PT. Nusa Alam Lestari terdapat beberapa lapisan diantaranya lapisan batubara seam A1, akhir tahun 2013 seam A1 ditinggalkan dan dilanjutkan dengan penambangan seam C1. Perencanaan pada seam C1 ada 8 (delapan) lubang bukaan yang telah terealisasi pada bulan Maret 2015.

Tambang dalam PT. Nusa Alam Lestari dalam menjalankan dan mencapai tujuannya dipimpin oleh Dian Firdaus A.Md yang disupport oleh beberapa dapertemen seperti survey, logistic, personalia umum, technical support, safety, dan processing.

2.1.2.2 Struktur Organisasi PT. Nusa Alam Lestari

PT. NAL adalah salah satu perusahaan pertambangan yang memasok kebutuhan batubara domestik, seiring kebutuhan energi dunia yang semakin melonjak, persaingan antar pasar juga meningkat. Maka untuk menjawab tantangan tersebut PT. NAL harus punya strategi dalam pencapaian tujuan dan manfaat proyek dalam dunia pasar, untuk melakukan penyesuaian diri dengan kondisi pasar dunia, perusahaan membentuk stuktur keorganisasiannya yang berusaha untuk mendukung perkembangan perusahaan maupun pengaruhnya didalam lingkungan lokal maupun regional. Struktur organisasi PT. NAL dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut.

(20)

Sumber : PT. Nusa Alam Lestari 2019 Gambar 2.1 Struktur Organisasi 2.1.2.3 Lokasi Kesampaian Daerah

Secara administratif konsensi penambangan PT. NAL termasuk dalam wilayah penambangan, Kecamatan Talawi, Kota Sawahlunto, Sumatera Barat.

Jarak antara daerah penambangan dengan kota Padang ± 90 km di sebelah timur Kota Padang, ditempuh dengan kendaraan roda empat pada jalan lintas Sumatera melalui Padang ke Kota Solok dan dilanjutkan dengan waktu tempuh ± 3-4 jam.

Peta kesampaian daerah dapat di lihat pada gambar 2.2 berikut.

Procesing Effendi

Logistik Devid Wiguna Kepala Lubang

lll Survey surpaysor Harry Rahardi A.Md

Pekerja

Timbangan Keuangan/Payroll

-Estiawan Nugroho S.E -Shinta Sabrina Kepala Tambang Bawah Tanah

-D. Fadrix Ocatafian A.Md -Dwi Santoso A.M.d

Kepala Teknik Tambang Dian Firdaus A.Md

(21)

Sumber : PT. Nusa Alam Lestari 2019

Gambar 2.2 Peta Kesampaian Daerah Lokasi PT. NAL, Google Maps

Berikut peta lokasi IUP batubara PT. Nusa Alam Lestari, Desa Salak, Kecamatan Talawi dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut.

(22)

Sumber : PT. Nusa Alam Lestari 2019 Gambar 2.3 Peta Lokasi Wilayah IUP PT. NAL 2.1.3 Kondisi Geologi Regional

Nama Formasi Sawahlunto ini diusulkan oleh R.P. Koesoemadinata dan Th. Matasak pada 1979. endapan batubara terjadi pada kala oligosen diendapkan dalam cekungan antara gunung (Inter Mountain Basin) yang dikenal dengan Cekungan Ombilin dan mempunyai luas ± 800 km² yang berkembang sejak awal zaman tersier memanjang pada arah barat – tenggara, searah dengan struktur geologi yang banyak terdapat patahan (fault) dan lipatan (fold).

Lokasi penambangan batubara PT. NAL sekarang ini terletak dibagian barat cekungan ombilin dan terdapat pada formasi batuan yang dikenal dengan nama formasi sawahlunto. Secara umum lapisan tanah penutup batubara terdiri dari batu lempung (clay stone), batu pasir (sand stone), batu lanau (silt stone).

Formasi ini merupakan formasi yang paling penting karena mengandung lapisan batubara. Formasi ini dicirikan oleh batu lanau, batu lempung dan batubara yang berselingan satu sama lain Formasi Sawahlunto ini terletak pada dua jalur yang terpisah yaitu jalur yang menjurus dari Sawahlunto sampai Sawahrasau dan dari tanah hitam terus ke timur dan kemudian ke arah utara yang disebut parambahan.

(23)

2.1.3.1 Stratigrafi

Dari eksplorasi terdahulu, pada saat penambangan telah diketahui, terdapat tiga lapisan (seam) batubara yang dapat di tambang dengan metode tambang dalam. Lapisan tersebut adalah seam A1, seam C1, dan seam C2 dengan kemiringan masing-masing 15°-30°.

1. Lapisan Batubara A1

Lapisan batubara seam A1 dengan metode tamda memiliki ketebalan rata-rata 1,6 m.

2. Lapisan Batubara C1

Lapisan batubara seam C1 merupakan lapisan batubara dibawah seam A1 yang juga akan ditambang dengan metode tamda dengan ketebalan rata-rata 2 m. Posisi lapisan seam C1 mencapai 30 – 35 m di bawah seam A1.

3. Lapisan Batubara C2

Lapisan batubara seam C2 merupakan lapisan batubara terbawah (di bawah seam C1) dengan ketebalan rata-rata 2,4 m. Posisi lapisan seam C2 berada 4-12 m di bawah seam C1.

2.1.3.2

Kondisi Topografi

Secara garis besar keadaan kuasa pertambangan PT. Nusa Alam Lestari (PT.

NAL) adalah daerah pebukitan yang dikelilingi banyak pepohonan dan semak dimana sebagian kecil digunakan masyarakat sebagai lahan pertanian dengan ketinggian berkisar antara 173-250 meter diatas permukaan laut. Kondisi topografi PT. NAL dapat di lihat pada gambar 2.4 berikut.

(24)

Sumber : PT. Nusa Alam Lestari 2019 Gambar 2.4 Peta Topografi 2.1.4 Sistem Penambangan

Menurut Partanto (1990), sistem penambangan secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu:

2.1.4.1 Sistem Tambang Bawah Tanah (Underground Mining)

Merupakan metoda penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangan dilakukan di bawah permukaan bumi dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan langsung dengan udara luar. Beberapa jenis metoda tambang bawah tanah yaitu sebagai berikut:

1. Room and pillar mining 2. Sublevel stoping

3. Longwall mining 4. Block caving 5. Cut and fill stoping 6. Shrinkage stoping

(25)

2.1.4.2 Sistem Tambang Bawah Air

Merupakan metoda penambangan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangan dilakukan di bawah permukaan air atau endapan bahan galian atau mineral berharga yang terletak di bawah permukaan air.

Untuk pemilihan metode penambangan yang cocok untuk perancangan penambangan, dipilih berdasarkan pada metoda yang dapat memberikan keuntungan yang terbesar dan bukan pada kedalaman atau dangkal tidaknya letak endapan bahan galian, serta perolehan tambang (mining recovery) yang terbaik.

Pemilihan berdasarkan keuntungan perlu dilakukan karena industri pertambangan dalam usahanya dikenal sebagai wasting assets, dengan resiko tinggi, sedangkan mineral atau endapan bahan galian tersebut tidak dapat diperbaharui (non renewable resources).

2.1.5 Penyaliran Tambang

Penyaliran tambang adalah usaha atau kegiatan pengelolaan air yang masuk ke dalam tambang agar tidak menganggu kegiatan penambangan.

Penanganan masalah air dalam suatu tambang terbuka dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

1. Mine drainage merupakan suatu upaya untuk mencegah masuknya air ke dalam lubang tambang. Hal ini umum dilakukan untuk penanganan air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan. Untuk itu dibuat sistem penyaliran air parit terbuka (open ditch), parit ini dibuat untuk mengalirkan air ke semua tempat agar tidak menganggu kegiatan penambangan.

2. Mine dewatering merupakan usaha yang dilakukan untuk mengeluarkan air yang telah masuk ke dalam areal penambangan, terutama untuk penanganan air hujan. Upaya penanganan digunakan pompa-pompa sehingga area produksi tidak terendam air dan kegiatan penambangan dapat terus beroperasi.

2.1.5.1 Daur Hidrologi

Air yang berada di dalam maupun di permukaan bumi mengalami proses yang membentuk daur. Secara umum daur hidrologi terjadi karena air yang menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut akan terkondensasi dan kembali

(26)

jatuh ke bumi. Kejadian ini disebut presipitasi yang dapat berbentuk hujan, salju, atau embun. Peristiwa perubahan air menjadi uap air dan bergerak dari permukaan tanah ke udara disebut evaporasi, sedangkan penguapan air dari tanaman disebut transpirasi. Jika kedua proses ini terjadi secara bersama-sama maka disebut evapotranspirasi.

Curah hujan yang jatuh di area tambang dipengaruhi oleh letak geografis yang merupakan daerah tropis dengan intensitas curah hujan yang cukup tinggi.

Hujan yang terjadi erat kaitannya dengan adanya siklus air atau daur hidrologi, untuk lebih jelasnya kita lihat daur hidrologi pada gambar 2.5 di bawah ini.

(Sumber: Chay Asdak, 1995.)

Gambar 2.5 Daur Hidrologi 2.1.5.2 Presipitasi

Presipitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan atmosfer ke permukaan bumi, presipitasi dapat terdiri dari beberapa bentuk, yaitu:

1. Hujan yang merupakan bentuk presipitasi yang paling penting.

2. Embun yang merupakan hasil kondensasi di permukaan tanah atau tumbuhan, salju dan es.

Untuk wilayah Indonesia yang beriklim tropis, bentuk presipitasi yang paling penting adalah hujan. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya presipitasi adalah:

a. Adanya uap air di atmosfer.

b. Faktor-faktor meteorologis seperti suhu air, suhu udara, kelembaban, kecepatan angin, tekanan, dan sinar matahari.

(27)

c. Lokasi daerah berhubungan dengan sistem sirkulasi secara umum.

d. Rintangan yang disebabkan oleh gunung dan lain-lain.

2.1.5.3 Infiltrasi

Proses infiltrasi terjadi karena hujan yang jatuh di atas permukaan tanah sebagian dan seluruhnya akan mengisi pori-pori tanah. Curah hujan yang mencapai permukaan tanah akan bergerak sebagai air limpasan permukaan atau sebagai infiltrasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah:

1. Faktor tanah, terutama yang berkaitan dengan sifat-sifat fisik tanah seperti ukuran butir dan struktur tanah.

2. Vegetasi atau tumbuh-tumbuhan.

3. Faktor lain, seperti kemiringan tanah, kelembaban tanah, dan suhu air.

2.1.5.4 Evapotranspirasi

Evapotranspirasi merupakan gabungan dari evaporasi dan transpirasi.

Evaporasi adalah proses penguapan dari permukaan air yang terbuka. Transpirasi adalah proses penguapan pada tumbuh-tumbuhan melalui sel-sel stomata. Faktor- faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi adalah:

1. Radiasi matahari, karena proses perubahan air dari wujud cair menjadi gas memerlukan panas (penyinaran matahari secara langsung).

2. Angin yang berfungsi membawa uap air dari satu tempat ke tempat lain.

3. Suhu dan kelembaban relatif.

4. Jenis tumbuhan, karena evapotranspirasi dibatasi oleh persediaan kelembaban air yang diperlukan oleh tumbuh-tumbuhan serta ukuran stomata.

5. Jenis tanah, karena kadar kelembaban tanah membatasi persediaan air yang diperlukan tumbuhan.

Evapotranspirasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus 2.1 sebagai berikut:

E =

5 . 2 0

) 9 (

, 0



















 T L

P

P ………(2.1)

(Sumber: Syukriadi, 2005)

(28)

Dimana :

E = Evapotranspirasi

P = Curah hujan rata - rata tahunan (mm/tahun) T = Temperatur rata - rata tahunan (ºC)

L(T) = Fungsi suhu = 300 + 25T + 0.05T3 2.1.5.5 Debit (Hidrologi)

Debit dalam hidrologi adalah sejumlah besar volume air yang mengalir dengan sejumlah sedimen padatan (pasir), sejumlah terlarut (magnesium klorida), bahan biologis (alga) yang ikut bersamanya melalui luas penampang melintang tertentu.

Debit air dapat ditentukan dengan rumus 2.2 sebagai berikut ini:

n Swaktu rata

Trata  ………...………(2.2)

(sumber: Ardi Ismanto, 2012) Dimana:

Trata-rata = Waktu rata-rata (detik) Swaktu = Total waktu pengukuran n = Pengulangan pengukuran 2.1.5.6 Limpasan (Run Off)

Limpasan (run off) adalah semua air yang mengalir akibat hujan yang bergerak dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah tanpa memperhatikan asal atau jalan yang ditempuh sebelum mencapai saluran.

Debit limpasan dapat ditentukan dengan rumus 2.3 sebagai berikut ini:

A I C

Q   ………(2.3)

(Sumber: Rudy Sayoga, 1999) Dimana:

Q = Debit limpasan (m³/detik) C = Koefisien limpasan

I = Intensitas curah hujan (mm/jam) A = Luas catchment area (m²)

(29)

Tabel 2.1

Koefisien Limpasan Pada Berbagai Kondisi

No Kemiringan Tutupan Nilai (C)

1 Datar <3%

 Sawah dan rawa

 Hutan dan perkebunan

 Perumahan dengan kebun

0,2 0,3 0,4

2 Menengah 3% - 5%

 Hutan dan perkebunan

 Perumahan

 Tumbuhan yang jarang

 Tanpa tumbuhan dan daerah penimbunan

0,4 0,5 0,6 0,7

3 Curam >15%

 Hutan

 Perumahan dan kebun

 Tumbuhan yang jarang

 Tanpa tumbuhan dan daerah tambang

0,6 0,7 0,8 0,9 – 1

(Sumber: Rudy Sayoga, 1999) 2.1.6 Curah Hujan

Curah Hujan adalah jumlah atau volume air hujan yang jatuh pada satu satuan luas, dinyatakan dalam satuan mm. Sumber utama air permukaan pada suatu tambang terbuka adalah air hujan. Pengamatan curah hujan dilakukan dengan alat pengukur curah hujan. Ada dua jenis alat pengukur curah hujan yaitu alat ukur manual dan otomatis. Alat ini biasanya diletakan ditempat terbuka agar air hujan yang jatuh tidak terhalangi oleh bangunan atau pepohonan. Data tersebut berguna pada saat penentuan hujan rancangan. Analisa terhadap curah hujan ini dapat dilakukandua metode, yaitu:

1. Annual Series yaitu metode dengan mengambil satu data maksimum setiap tahunnya yang berarti bahwa hanya besaran maksimum setiap tahun saja yang dianggap berpengaruh dalam analisa data penelitian.

2. Partial Duration Series yaitu metode dengan menentukan lebih dahulu batas awal tertentu curah hujan, selanjutnya data yang lebih besar dari batas bawah tersebut diambil dan dijadikan data yang akan dianalisa.

(30)

2.1.6.1 Intensitas Curah Hujan

Intensitas curah hujan adalah jumlah hujan yang dinyatakan dalam tinggi hujan atau volume hujan dalam satuan waktu. Berdasarkan tinggi rendahnya nilai intensitas curah hujan, hujan dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa tingkatan yang dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut ini:

Tabel 2.2

Derajat dan Intensitas Curah Hujan No Derajat Hujan Intensitas Curah

Hujan Kondisi

1. Hujan sangat lemah

< 0,02 Tanah agak basah atau dibasahi sedikit

2. Hujan lemah 0,02 - 0,05 Tanah menjadi basah semuanya 3. Hujan normal 0,05 - 0,25 Bunyi curah hujan terdengar 4. Hujan deras 0,025 – 1,00 Air tergenang diseluruh

permukaan tanah dan terdengar bunyi dari genangan

5. Hujan sangat deras

>1,00 Hujan seperti ditumpahkan, seluruh drainase meluap

(Sumber: Rudy Sayoga, 1999)

Untuk menentukan nilai intensitas curah hujan dapat ditentukan dengan rumus 2.4 dibawah ini:

3 /

24 2

24

24 



 





 tc

It R ………(2.4)

(Sumber: Awang Suwandhi, 2004)

Harga tc dapat dicari dengan menggunakan rumus 2.5 sebagai berikut:

385 , 3 0

871 , 0

60 







 



 H

tc L ……….

(2.5)

(Sumber: Awang Suwandhi, 2004) Dimana:

It = Intensitas curah hujan (mm/jam) R₂₄ = Curah hujan rancangan (mm/hari)

(31)

Tc = Lama waktu konsentrasi (jam)

L = Jarak terjauh sampai titik pengaliran (meter)

H = Beda ketinggian dari titik terjauh sampai ke tempat berkumpulnya air (meter)

2.1.6.2 Periode Ulang Hujan

Curah hujan biasanya terjadi menurut pola tertentu dimana curah hujan biasanya akan berulang pada suatu periode tertentu, yang dikenal dengan periode ulang hujan. Sebelum menganalisis data hujan dengan salah satu distribusi di atas, perlu pendekatan dengan parameter-parameter statistik untuk menentukan distribusi yang tepat digunakan.

Parameter-parameter tersebut dapat dicari menggunakan rumus 2.6 sampai dengan 2.10 sebagai berikut:

1. Penentuan rata-rata (X)







X Xin

……….(2.6) 2. Penentuan deviasi standar (S)

1 )

( ²







 n

xi

S x ………..(2.7)

3. Koefisien variasi (Cv)

X

Cv  S ………..(2.8)

4. Koefisien skewness (Cs)

 

   

³

1

3

2

1 n S

n

x Cs xi

n i













  ………...,.,(2.9)

5. Koefisien ketajaman (Ck)

 

   

³

1

4 2

) 3 ( 2

1 n n S

n

x xi Ck n

n i













 



 ………..……….(2.10)

Dimana:

X= Curah hujan rata-rata

Xi= Curah hujan maksimun pada tahun x

(32)

N= Lama tahun pengamatan S= Deviasi standar

Cv= Koefisien variasi Cs= Koefisien skewness Ck= Koefisien ketajaman

Tabel 2.3

Karakteristik Distribusi Frekuensi Jenis Distribusi Frekuensi Syarat Distribusi Distribusi Normal Cs = 0 dan Ck = 3 Distribusi Log-Normal Cs >0 dan Ck >3

Distribusi Gumbel Cs = 1,139 dan Ck =5,402 Distribusi Log-Person III Cs antara 0 – 0,9

(Sumber: Soewarno, 2004.)

Perhitungan periode ulang hujan dapat dilakukan dengan beberapa metode, metoda Gumbel, metode distribusi Log-Normal, metode Log Person III. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah metode distribusi Log-Normal dengan rumus 2.11 sebagai berikut ini:

S K Y

Y_T   _T  ………...(2.11) (Sumber: Suripin , 2004)

Dimana:

Y_T = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T- tahunan, YT = Log X

T = Nilai rata-rata hitung variat S = Deviasi standar nilai variat

KT = Faktor frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau periode ulang.

Nilai KT dapat dilihat pada Tabel 2.4 nilai variabel reduksi Gauss.

(33)

Tabel 2.4

Nilai Variabel Reduksi Gauss

No Periode Ulang Peluang KT

1 1,001 0,999 -3,05

2 1,005 0,995 -2,58

3 1,01 0,99 -2,33

4 1,05 0,95 -1,64

5 1,11 0,9 -1,28

6 1,25 0,8 -0,84

7 1,33 0,75 -0,67

8 1,43 0,7 -0,52

9 1,67 0,6 -0,25

10 2,000 0,5 0

11 2,500 0,4 0,25

12 3,3 0,33 0,52

13 4,000 0,25 0,67

14 5,000 2 0,84

15 10,000 0,1 1,28

16 20,000 0,5 1,64

17 50,000 0,2 2,05

18 100,000 0,01 2,33

19 200,000 0,005 2,58

20 500,000 0,002 2,88

21 1,000,000 0,001 3,9

(Sumber:Suripin, 2004)

2.1.6.3 Daerah Tangkapan Hujan

Daerah tangkapan hujan (catchment area) adalah luasnya permukaan yang apabila terjadinya hujan, maka air hujan tersebut akan mengalir ke daerah yang lebih rendah menuju titik pengaliran. Air yang jatuh ke permukaan sebagian akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi), sebagian ditahan oleh tumbuhan (intersepsi) dan sebagian lagi akan mengisi liku-liku permukaan bumi dan akan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Daerah tangkapan hujan merupakan suatu daerah yang dapat mengakibatkan air limpasan permukaan (run off) mengalir ke suatu daerah

(34)

penambangan yang lebih rendah. Dalam menentukan batasan catchment area dapat dibatasi dari daerah pit limit penambangan, sedangkan daerah di luar areal penambangan tidak termasuk kedalam catchment area.

2.1.7 Saluran Tambang

Saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas disebut saluran terbuka. Menurut asalnya, saluran dapat digolongkan menjadi saluran alami (natural), saluran buatan (artificial). Bentuk penampang saluran air umumnya dipilih berdasarkan debit air, tipe material pembentuk saluran serta kemudahan dalam pembuatanya.

Saluran air dengan penampang segi empat atau segitiga umumnya untuk debit kecil sedangkan untuk penampang trapesium untuk debit yang besar. Bentuk penampang yang paling sering dan umum dipakai adalah bentuk trapesium, sebab mudah dalam pembuatannya, murah, efisien dan mudah dalam perawatannya serta stabilitas kemiringannya dapat disesuaikan menurut keadaan topografi dan geologi dapat dilihat pada tabel 2.5 sebagai berikut.

Tabel 2.5

Harga Koefisien Manning (n)

No Tipe Dinding Saluran N

1. Besi tuang dilapis 0,014

2. Kaca 0,010

3. Saluran beton 0,013

4. Bata dilapis mortar 0.015

5. Pasangan batu disemen 0,025

6. Saluran tanah bersih 0,022

7. Saluran tanah 0,030

8. Saluran dengan dasar batu dan tebing rumput 0,040

9. Saluran pada galian batu padas 0,040

(Sumber: Bambang Triatmodjo, 2008)

Dimensi penampang yang paling efisien, yaitu dapat mengalirkan debit yang maksimum untuk suatu luas penampang basah tertentu. Untuk bentuk saluran yang akan dibuat ada beberapa macam bentuk dengan perhitungan geometrinya, dapat dilihat pada gambar 2.5 berikut.

(35)

Gambar 2.5 Geometri Penampang Saluran Keterangan :

W = tinggi jagaan H = tinggi muka air B = lebar dasar saluran M = kemiringan dinding

Persamaan untuk menghitung luas penampang basah (A) dapat dicari dengan menggunakan rumus 2.12 sebagai berikut:

A=(B+mh)h ……….(2.12)

Persamaan untuk menghitung keliling basah (P) dapat dicari dengan menggunakan rumus 2.13 sebagai berikut:

P=B+2h(m²+1)^0,5…………...………...(2.13)

Persamaan untuk menghitung jari-jari hidrolis (R) dapat dicari dengan menggunakan rumus 2.14 sebagai berikut:

P R  A

……….…….(2.14) (sumber: wesli I, 2008)

Dimana:

A = luas penampang basah (m²) B = lebar dasar saluran (m) H = tinggi muka air (m)

M = kemiringan dinding saluran R = jari-jari hidrolis (m)

P = keliling basah saluran

(36)

2.1.8 Sumuran (Sump)

Sump merupakan tempat yang dibuat untuk menampung air sebelum air tersebut dikeluarkan dengan sistem pemompaan. Kolam penampung ini juga dapat berfungsi sebagai tempat mengendapkan lumpur.

Berdasarkan tata letak kolam penampung (sump), sistem penyaliran tambang dapat dibedakan menjadi:

1. Sistem penirisan terpusat

Pada sistem ini sump-sump akan ditempatkan pada setiap jenjang atau bench.

Sistem pengaliran dilakukan dari jenjang paling atas menuju jenjang-jenjang yang berada di bawahnya, sehingga akhirnya air akan terpusat pada main sump untuk kemudian dipompakan keluar tambang.

2. Sistem penirisan tidak memusat

Sistem ini diterapkan untuk daerah tambang yang relatif dangkal dengan keadaan geografis daerah luar tambang yang memungkinkan untuk mengalirkan air secara langsung dari sump ke luar tambang.

Berdasarkan penempatannya, sumuran (sump) dapat dibedakan menjadi tiga jenis di antaranya:

1. Travelling sump

Sump ini dibuat pada daerah front tambang. Tujuan dibuat sump ini adalah untuk menanggulangi air permukaan. penggunaan sump ini relatif singkat dan selalu ditempatkan sesuai dengan kemajuan tambang.

2. Sump Jenjang

Penempatan sump ini adalah pada jenjang tambang dan biasanya dibagian lereng tepi tambang. Sump ini disebut sebagai sump permanen karena dibuat untuk jangka waktu yang cukup lama dan biasanya dibuat dari bahan kedap air dengan tujuan untuk mencegah meresapnya air yang dapat menyebabkan longsornya jenjang.

3. Main sump

Sump ini dibuat sebagai tempat penampungan air terakhir, pada umumnya sump ini dibuat pada elevasi terendah dari dasar front tambang.

(37)

2.1.9 Pompa

Pompa merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ketempat lain. Berdasarkan prinsip kerjanya pompa dibedakan atas:

1. Reciprocating Pump

Pompa ini bekerja berdasarkan torak maju mundur secara horizontal di dalam silinder. Keuntungan jenis ini adalah efisien untuk kapasitas kecil dan umumnya dapat mengatasi kebutuhan energi (julang) yang tinggi.

Kerugiannya adalah beban yang berat serta perlu perawatan yang teliti.

Pompa jenis ini kurang sesuai untuk air berlumpur karena katup pompa akan cepat rusak. Oleh karena itu jenis pompa ini kurang sesuai untuk digunakan di tambang.

2. Centrifugal Pump

Pompa ini bekerja berdasarkan putaran impeller di dalam pompa. Air yang masuk akan diputar oleh impeller, akibat gaya sentrifugal yang terjadi air akan dilemparkan dengan kuat ke arah lubang pengeluaran pompa. Pompa jenis ini banyak digunakan ditambang, karena dapat melayani air berlumpur, kapasitasnya besar dan perawatannya lebih muda.

3. Axial Pump

Pada pompa axial, zat cair mengalir pada arah axial (sejajar poros) melalui kipas. Umumnya bentuk kipas menyerupai baling-baling kapal.

2.1.9.1 Daya Pompa

Daya pompa merupakan usaha pompa tiap satuan waktu. Beberapa langkah yang harus ditempuh untuk menghitung daya pompa adalah dengan menghitung losses yang terjadi pada instalasi pompa yang akan direncanakan. Untuk menentukan daya pompa dapat ditentukan dengan rumus 2.13 sebagai berikut:

p

p n

H Q

P g 

 

………..(2.13)

(Sumber: Syukriadi, 2005)

(38)

Dimana:

P_p=Daya pompa (Watt)

ρ = Kerapatan air (998,3 kg/m³ pada suhu 20º C) g = Percepatan gravitasi ( 9,8m/s²)

Q =Kapasitas pompa (m³/s) H =Head total pompa (m)

p =Efisiensi pompa(%)

Tabel 2.7 Efisiensi Standar Pompa

2.1.9.2 Kapasitas Pompa

Kapasitas pompa adalah jumlah fluida yang dialirkan oleh pompa per satuan waktu. Kapasitas pompa ini tergantung pada kebutuhan yang harus dipenuhi sesuai dengan fungsi pompa yang direncanakan.

2.1.10 Pipa

Pipa adalah saluran tertutup yang digunakan untuk mengalirkan fluida. Pipa untuk keperluan pemompaan biasanya terbuat dari baja, tetapi untuk tambang yang tidak terlalu dalam dapat mengunakan pipa HDPE. Pada dasarnya bahan apapun yang digunakan harus memperhatikan kemampuan pipa untuk menekan cairan di dalamnya.

Sistem perpipaan tidak akan terlepas dari adanya gaya gesekan pada pipa, belokan, pencabangan, bentuk katup, serta perlengkapan pipa lainnya. Hal ini akan menyebabkan terjadinya kehilangan energi sehingga turunnya tekanan di

(Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2000.)

(39)

dalam pipa. Kerugian head yang terjadi pada sistem perpipaan adalah sebagai berikut:

1. Kerugian head akibat gesekan pada pipa (head friction)

Perhitungan besarnya kerugian gesekan pada pipa dapat dihitung dengan persamaan Hazen-William berikut ini:

D L C

Hf Q 



 ₁_,₈₅  ₄_,₈₅

85 ,

666 1

,

10 ………(2.14)

(Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2006) Dimana:

Hf = Kerugian gesekan pada pipa (m) Q = Debit aliran pipa (m³/detik)

C = Koefesien (dapat dilihat Tabel 2.7) D = Diameter pipa (m)

L = Panjang pipa (m)

Tabel 2.7

Kondisi Pipa dan Harga C

No Kondisi Pipa C

1. Pipa besi cor baru 130

2. Pipa besi cor tua 100

3. Pipa baja baru 120 - 130

4. Pipa baja tua 80 - 100

5. Pipa dengan lapisan semen 130 - 140

6. Pipa dengan terarang batu 140

(Sumber: Rudy Sayoga, 1999) 2. Static head (Hc)

Static Head adalah kehilangan energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi antara tempat penampungan dengan tempat pembuangan dapat dilihat pada tabel 2.15 sebagai berikut.

1

2 h

h

Hc  ………(2.15)

h2 = Elevasi air keluar

(40)

h1 = Elevasi air masuk 3. Shock loss head (Hl)

Kehilangan ini pada jaringan pipa disebabkan oleh perubahan-perubahan mendadak dari geometri pipa, belokan-belokan, dan sambungan-sambungan dapat dilihat pada tabel 2.16 sebagai berikut.

g n f v

Hl 

  2

2

………(2.16) (Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2006)

Dimana:

D = Diameter dalam pipa (m) n = Jumlah belokan

f = Koefisien kerugian

θ = Besar sudut belokan (derajat) g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s²)

v = Kecepatan rata- rata dalam pipa (m/s) Tabel 2.8

Koefesien Kerugian Belokan Pipa

° F

Halus Kasar

5 0,016 0,024

10 0,034 0,44

15 0,042 0,062

22.5 0,066 0,154

30 0,130 0,165

45 0,236 0,320

60 0,471 0,684

90 1,129 1,265

(Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2006) 4. Kerugian head pada katup (Hv )

Kerugian head pada katup adalah kehilangan energi karena gesekan katup dan dapat ditentukan dengan rumus 2.17 sebagai berikut ini:

(41)

g f v

Hv _v

  2

2

………..(2.17) (Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2006)

Dimana:

V = Kecepatan rata-rata di penampang masuk katup (m/s) f_v = Koefesien kerugian katup (dapat dilihat pada tabel 2.6) Hv = Kerugian head katup (m)

Tabel 2.9

Koefesien Kerugian Dari Berbagai Katup

JENIS KATUP DIAMETER (mm)

100 1,50 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 Katup sorong 0,14 0,12

Katup kupu-kupu 0,6 – 0,16 (bervariasi menurut kontruksi dan diameter) Katup putar 0,09- 0,026 (bervariasi menurut diameter)

Katup cegah jenis

ayun 1,2 1,15 1,1 1 0,98 0,96 0,94 0,92 0,9 0,88

Katup cegah tutup cepat jenis tekanan

1,2 1,15 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

Katup cegah jenis angkat

bebas

1,44 1,39 1,34 1,3 1,2

Katup cegah tutup-cepat jenis pegas

7,3 6,6 5,9 5,3 4,6

Katup kepak 0,5 Katup Isap

saringan 1,97 1,91 1,84 1,78 1,72 (Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2006)

Dari uraian diatas maka head total pompa dapat ditentukan dengan rumus 2.18 sebagai berikut:

g H v

H H H

H _f _c _i _v ^d

 



 2

2

………(2.18)

(42)

H = Head total pompa (m) Hf = Head friction pompa (m) Hc = Head statis pompa (m)

Hl = Head shock losses pompa (m) Hv = Head kerugian pada katup (m)

g v_d

 2

2

= Head kecepatan keluar (m) g = Percepatan gravitasi (= 9,8 m/s²)

V_d = Kecepatan rata-rata di penampang masuk katup (m/s) 2.1.11 Aliran fluida

Dalam ilmu fisika dinyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya. Karena itu teorema bernoulli menyatakan bahwa energi total setiap partikel dari fluida sama pada sisi masuk dan sisi keluar sistem pada suatu titik. Untuk mengetahui kerapatan air dalam berbagai suhu dapat dilihat pada tabel 2.10 berikut.

Tabel 2.10

Sifat-Sifat Fisik Air (Air di Bawah 1 Atm, dan Air Jenuh di atas 100ºC) Temperatur

(Cº)

Kerapatan (Kg/L)

Viskositas Kinematik (m²/s)

Tekanan Uap Jenuh (Kgf/cm²)

0 0,9998 1,729 x 10^{- 6} 0,00623

5 1,0000 1,520 0,00889

10 0,9998 1,307 0,01251

20 0,9983 1,004 0,02383

30 0,9957 0,801 0,04325

40 0,9923 0,658 0,07520

50 0,9880 0,554 0,12578

60 0,9832 0,475 0,20313

70 0,9777 0,413 0,3178

80 0,9716 0,365 0,4829

(43)

Temperatur (Cº)

Kerapatan (Kg/L)

Viskositas Kinematik (m²/s)

Tekanan Uap Jenuh (Kgf/cm²)

90 0,9652 0,326 0,7149

100 0,9581 0,295 1,0332

120 0,9431 0,244 2,0246

140 0,9261 0,211 3,685

160 0,9073 0,186 6,303

180 0,8869 0,168 10,224

200 0,8647 0,155 15,855

220 0,8403 0,150 23,656

240 0,814 0,136 34,138

260 0,784 0,131 47,869

280 0,751 0,128 65,468

300 0,712 0,127 87,621

(Sumber: Haruo Tahara Sularso, 2000) 2.1.12 Kolam Pengendapan Lumpur (KPL)

Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) berfungsi sebagai tempat menampung air tambang sekaligus untuk mengendapkan partikel-partikel padatan yang ikut bersama air dari lokasi penambangan. Kolam pengendapan akan berfungsi dengan baik apabila rancangan kolam pengendapan yang akan dibuat sesuai dengan debit air limpasan yang akan ditampung untuk pengendapan lumpur. Rancangan kolam pengendapan dari segi geometri harus mampu untuk menampung debit air dari lokasi penambangan.

Kolam pengendapan lumpur selain sebagai tempat untuk mengendapkan material tersuspensi, di area tambang juga berfungsi sebagai penampungan air limbah yang mengandung air asam tambang (pH < 6), dimana di dalam tampungan tersebut dilakukan perlakuan penetralan air limbah atau tercemar sehingga bisa menjadi normal sesuai ambang batas baku mutu yang disyaratkan oleh pemerintah. Di kolam pengendap tersebut bisa dilakukan treatment berupa pengapuran, pemberian alum, aerasi, dan perlakuan-perlakuan lainnya sesuai dengan kondisi kandungan limbahnya.

(44)

Untuk menghitung volume kolam pengendapan lumpur (KPL) dapat dihitung dengan menggunakan rumus persegi panjang dapat dilihat pada tabel 2.19 sebagai berikut:

V= P × × ………(2.19) Dimana:

V = Volume P = Panjang L = Lebar T = Tinggi 2.2 Kerangka Konseptual

Dalam penelitian ini terdapat kerangka konseptual yang akan membantu penulis dalam menyelesaiakan penelitian ini, yang terdiri atas:

1. Input

Input terdiri dari data-data yang dibutuhkan dalam penelitian, yaitu:

1. Data Primer

Adapun data primer yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Data curah hujan yang langsung diambil di lokasi penambangan PT.

Nusa Alam Lestari.

b. Data debit aktual pemompaan.

c. Data pengukuran panjang dan jumlah belokan pipa.

d. Data pengukuran dimensi saluran.

2. Data Sekunder

Adapun data sekunder yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Peta topografi areal penambangan.

b. Data curah hujan tahunan PT. Nusa Alam Lestari c. Peta situasi tambang terbaru PT. Nusa Alam Lestari d. Spesifikasi pompa yang digunakan PT. Nusa Alam Lestari

(45)

2. Proses

Pada bagian proses ini dilakukan pengolahan dan analisa dari data- data yang diperoleh pada bagian input. Data-data yang dianalisa tersebut yaitu:

a. Menentukan luas catchment area berdasarkan peta topografi dan peta situasi tambang.

b. Menghitung curah hujan rencana.

c. Menghitung waktu konsentrasi air dan intensitas curah hujan.

d. Menghitung debit rencana.

e. Menghitung daya dan kebutuhan pompa.

f. Menentukan dimensi saluran terbuka

g. Menghitung luas kolam pengendapan lumpur (settling pond).

3. Output

Output yaitu hasil yang diharapkan dari penelitian ini, yaitu: