MENUNJANG OPERASI TAHUN 2017 PADA PIT TAMAN PT.
BUKIT ASAM (PERSERO), TBK UNIT PENAMBANGAN
TANJUNG ENIM, SUMATERA SELATAN
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Oleh
FITRI GINA SARI 03021181320013
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
HALAMAN PENGESAHAN
KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYALIRAN TAMBANG UNTUK
MENUNJANG OPERASI TAHUN 2017 PADA PIT TAMAN PT.
BUKIT ASAM (PERSERO), TBK UNIT PENAMBANGAN
TANJUNG ENIM, SUMATERA SELATAN
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
Oleh:
Fitri Gina Sari 03021181320013
Pembimbing Lapangan,
Justino Leovigildo Mendonca NP.7596130677
Mengetahui,
Manajer Penambangan Air Laya PT. Bukit Asam (Persero), Tbk.
Endro Sabar Saptono NP.6690128157
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan Laporan Skripsi yang berjudul “Kajian teknis Sistem Penyaliran Tambang Untuk Menunjang Operasi Tahun 2017 Pada Pit Taman PT. Bukit Asam (Persero), Tbk Unit Penambangan Tanjung Enim, Sumatera Selatan”, dimana penelitian ini dilakukan dari tanggal 13 Februari sampai dengan 13 April 2017.
Dalam penyelesaian pembuatan laporan ini, Penulis banyak mendapatkan bantuan serta bimbingan dari Bapak Justino Leovigilo Mendonca sebagai Pembimbing lapangan di PT. Bukit Asam (persero),Tbk Unit Penambangan Tanjung Enim, Sumatera Selatan. Selain itu, Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Laporan Penelitian Tugas Akhir ini, yaitu kepada:
i94 Bapak Endro Sabar Saptono selaku Manager Penambangan Air Laya di PT.
Bukit Asam,Tbk Unit Penambangan Tanjung Enim,Sumatera Selatan
i95 Seluruh Karyawan Penambangan Air Laya di PT. Bukit Asam,Tbk Unit
Penambangan Tanjung Enim,Sumatera Selatan yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan dan telah membantu dalam menyukseskan penelitian tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini tidak lepas dari kesalahan, maka diharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun guna penyempurnaan isi dari laporan ini. Semoga laporan ini berguna dan dapat menunjang perkembangan ilmu pengetahuan serta dapat bermanfaat bagi Penulis khususnya, juga bagi pembaca pada umumnya.
Tanjung Enim, April 2017 Penulis,
ii
RINGKASAN
KAJIAN TEKNIS SISTEM PENYALIRAN TAMBANG UNTUK MENUNJANG OPERASI TAHUN 2017 PADA PIT TAMAN PT. BUKIT ASAM (PERSERO), TBK UNIT PENAMBANGAN TANJUNG ENIM, SUMATERA SELATAN.
Laporan penlitian tugas akhir, April 2017
Fitri Gina Sari, dibimbing oleh Justino Leovigildo Mendonca xii + 59 halaman, 32 gambar, 48 tabel, 16 lampiran
RINGKASAN
PT.Bukit Asam (Persero) Tbk merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang bergerak di bidang pertambangan batubara. Sistem penambangan yang diterapkan adalah sistem tambang terbuka. Pit Taman yang ada di Tambang air laya merupakan pit yang baru dibuka penambangannya .Sistem penyaliran tambang yang ada di pit Taman masih belum bisa menanggulangi genangan air yang masuk ke lokasi penambangan. Oleh karena itu harus dilakukan kajian teknis sistem penyaliran tambang yang baik untuk mengeringkan sump dan genangan air yang ada di front kerja sehingga dapat menunjang operasi tahun 2017 dan proses penambangan dapat berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
Pada penelitian ini dilakukan kajian teknis tentang sistem penyaliran yang dibahas dengan dua buah kondisi berdasarkan perbedaan luas catchment area yaitu kondisi luas catchmen area aktual sekarang dan kondisi luas catchment area menurut data rencana pada tahun 2017. Dimana untuk kondisi aktual sekarang lokasi penelitian dibagi menjadi 4 buah Daerah Tangkapan Hujan (DTH) yaitu, DTH 1 = 21,69 hektar, DTH 2 = 19,38 hektar, DTH 3 = 4,3 hektar dan DTH 4 = 2,85 Hektar. Untuk kondisi rencana pada tahun 2017 juga dibagi menjadi 4 buah DTH yaitu, DTH 1 = 27,45 hektar, DTH 2 = 21,83hektar, DTH 3 = 7,55 hektar dan DTH 4 = 4,86 Hektar. Dengan persentase
catchment area sekarang sudah mencapai 78% dari rencana yang ada. Saat penelitian sump di pit Taman dibagi 2 yaitu sump A yang terletak pada DTH 1 di front kerja dan sump B yang terletak pada DTH 2 sebelah timur dari front kerja. Dimana masing-masing sump menggunakan 1 buah pompa multiflo 420E dengan debit aktual sebesar 568,8
m3/jam dengan jam kerja pompa untuk pompa 1 (sump A) adalah 15 jam per hari dan jam kerja untuk pompa 2 (sump B) adalah 4 jam per hari. Air yang masuk ke sump A dialirkan langsung menuju Kolam Pengendapan Lumpur. Sedangkan air dari sump B dialirkan menuju Saluran Tambang yang kemudian diteruskan ke KPL.
Menurut perhitungan data catchment area sekarang dan rencana 2017 didapatkan bahwa kebutuhan pompa telah tercukupi, namun pengoperasian jam kerja pompa 2 yang belum optimal. Maka jam kerja pompa yang akan direncanakan adalah 12 jam untuk
sump A dan untuk sump B sebanyak 9 jam .untuk jumlah pompa yang dibutuhkan di sump A adalah sebanyak 1 buah dan sump B sebanyak 1 buah juga dengan syarat harus
menggunakan RPM 1400 dengan elevasi rencana -13 Mdpl. Dengan dimensi rencana yang sesuai adalah 44m x 44m x 36m x 36m x 4m untuk sump A dan 37m x 37m x 29m x 29m x 4m untuk sump B. Untuk dimensi saluran tambang yang akan direncanakan adalah panjang sisi luar saluran (a) 0,99 m, lebar dasar saluran (b) 0,86 m, lebar permukaan saluran (B) 1,86 m, dan kedalaman saluran (h) 0,86 m dengan kemiringan sudut 450. Kolam pengendapan Lumpur yang direncanakan adalah sebanyak 10.500 m3 tiap satu kompartemen yang memiliki 4 buah kompartemen. Dengan dimensi rencana 50m x 42m x 5m per Kompartemen dan waktu pengerukan yang dibutuhkan adalah setiap 194 hari.
OPERATION OF THE YEAR 2017 ON PIT TAMAN PT. BUKIT ASAM (PERSERO) TBK MINE UNIT TANJUNG ENIM, SOUTH SUMATERA.
Scientific Papers in the form of Skripsi,, April 2017 Fitri Gina Sari, Guidance by Justino Leovigildo Mendoca
5888 + 59 pages, 32 images, 48 tables, 16 attachments SUMMARY
PT.Bukit Asam (Persero) Tbk is one of the State Owned Enterprises (SOEs) which is engaged in coal mining. Mining system applied is an open pit mine system. Pit Taman in Air Laya mine site is a newly opened pit mining .The drainage system in pit taman still can’t cope with puddles of water entering the mine site. Therefore, it should be carried out technical studies mine drainage a good system to drain the sump and the puddle in front of work so as to support the operation in 2017 and the mining process will be implemented as planned.
In this study conducted a technical study on the Drainage system discussed with the two conditions by a wide margin catchment area is the actual area catchmen broad conditions present and a broad catchment area according to the plans in 2017. Where current location to the actual conditions of the study were divided into 4 pieces Rain catchment (DTH), ie, 1 = 21.69 hectares DTH, DTH 2 = 19.38 hectares, 3 = 4.3 hectare DTH and DTH 4 = 2.85 hectares. For the condition of the plan in 2017 is also divided into 4 pieces ie DTH, DTH 1 = 27.45 hectares, 2 = 21,83hektar DTH, DTH 3 = 7.55 hectares and DTH 4 = 4.86 hectares. With the percentage of catchment area has now reached 78% of the existing plan. When research in pit Taman sump A divided by 2 is located on the DTH 1 in front of work and sump B located on the second DTH east of the front work. Where in each sump pumps using one MULTIFLO 420E with actual flow of 568.8 m3 / h with working hours the pump to pump 1 (sump A) is 15 hours per day and working hours to pump 2 (sump B) is 4 hours per day. Water entering the sump A flowed directly to the settling pond. While the water from the sump B flowed into channels Mine which is then passed to the settling pond.
According to the calculations of data now and plan catchment area in 2017 found that the pump needs have been fulfilled, but the operation of the second pump working hours are not optimal. Then the pump working hours to be planned is 12 hours for sump sump A and B as much as 9 hours .For the required number of pumps in sump A is as much as 1 piece and sump B as much as 1 piece also with the proviso must use 1400 RPM with the elevation plans - 13 masl. With dimensions corresponding plan is 44m x 44m x 36m x 36m x 4m for sump A and 37m x 37m x 29m x 29m x 4m for sump B. For mine channel dimensions to be planned is the length of the outer side of the channel (a) 0.99 m, width of channel basis (b) 0.86 m, width of the channel surface (B) 1.86 m, and the depth of the channel (h) 0.86 m with a slope angle 450. Mud sedimentation ponds are planned is 10,500 m3 each one compartment that has 4 compartments. With a plan dimensions of 50m x 42m x 5m per compartment and dredging required time is every 194 days.
Key Word : Mine Drainage ,cathcment area, pump , sump, front working
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ... i KATA PENGANTAR ... ii RINGKASAN ... iii DAFTAR ISI ... iv DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Penelitian ... 2 1.5 Manfaat Penelitian ... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Hidrologi ... 4 2.1.1 Presipitasi ... 5 2.1.2 Evaporasi ... 6 2.1.3 Infiltrasi... 7 2.2 Sistem Penyaliran ... 8 2.2.1 Curah Hujan ... 8
2.2.2 Periode Ulang Hujan... 9
2.2.3 Intensitas Hujan ... 11
2.3 Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area) ... 12
2.4 Air Limpasan ... 12
2.5 Air Tanah ... 14
2.6 Sump (Kolam Penampungan) ... 15
2.7 Pumpping (Pemompaan) ... 16
2.8 Hosting (Pemipaan) ... 18
2.9 Saluran Tambang ... 20
2.10 Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) ... 22
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Kesampaian Daerah ... 27
3.2 Jadwal Penelitian ... 27
3.3 Metode Penelitian ... 28
3.3.3 Pengolahan Data ... 29
3.3.4 Analisis dan Pembahasan ... 35
3.3.5 Kesimpulan dan Saran ... 35
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sistem Penyaliran Tambang paa pit Taman ... 37
4.2 Kondisi Daerah Penelitian ... 38
4.3 Perhitungan Debit Masuk ... 33
4.3.1 Perkiraan Curah Hujan dan Intensitas Curah Hujan ... 33
4.3.2 Daerah Tangkapan Hujan ... 39
4.3.2.1 Daerah Tangkapan Hujan Situasi Sekarang ... 39
4.3.2.2 Daerah Tangkapan Hujan Situasi Rencana 2017 ... 40
4.3.3 Perhitungan Debit Air Limpasan ... 40
4.3.3.1 Debit Air Limpasan Sekarang ... 41
4.3.3.2 Debit Air Limpasan Rencana 2017 ... 41
4.3.4 Perhitungan Debit Air Tanah ... 41
4.3.5 Perhitungan Debit Evaporasi ... 41
4.3.5.1 Evaporasi menurut Data Sekarang ... 42
4.3.5.2 Evaporasi menurut Rencana 2017 ... 42
4.3.6 Perhitungan Total Debit Air ... 43
4.3.6.1 Total Debit Air Menurut Situasi Sekarang ... 43
4.3.6.2 Total Debit Air Menurut Situasi rencana 2017 ... 43
4.4 Perhitungan Debit Keluar ... 44
4.4.1 Perhitungan Head Total dan Kapasitas Pompa ... 44
4.4.1.1 head dan kapasitas menurut situasi Sekarang ... 44
4.4.1.2 head dan kapasitas menurut situasi Rencana 2017 ... 45
4.4.2 Perhitungan Jumlah Pompa ... 45
4.4.2.1 Jumlah Pompa Menurut Situasi Sekarang ... 45
4.4.2.1 Jumlah Pompa Menurut Situasi Rencana 2017 ... 46
4.4.3 Perhitungan Jumlah Jam Kerja Pompa ... 46
4.4.3.1 menurut Situasi Sekarang ... 46
4.4.3.2 Menurut Situasi Rencana 2017 ... 47
4.5 Sump ... 48
4.5.1 Dimensi Sump Menurut Situasi Sekarang ... 49
4.5.2 Dimensi Sump Menurut Situasi Rencana 2017... 50
4.5.3 Perhitungan Lama Hujan yang dapat Ditampung Kapasitas Sump 53 4.5.3.1 Menurut Situasi Sekarang ... 53
4.5.3.2 Menurut Situasi Rencana 2017 ... 53
4.6 Perhitungan Dimensi Saluran Tambang... 54
4.6.1 Dimensi Saluran Tambang Menurut Situasi Sekarang ... 54
4.6.2 Dimensi Saluran Tambang Menurut Situasi Rencana 2017 ... 55
4.7 Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur ... 54
4.7.1 Dimensi KPL Menurut Situasi Sekarang ... 57
4.7.2 Dimensi KPL Menurut Situasi Rencana 2017 ... 57 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
vi
5.1 Kesimpulan...58 5.2 Saran...59
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Halaman
2.1 Siklus Hidrologi (Soemarto, 1995)...4
2.2 Penampang Saluran Trapesium...21
2.3 Penampang Saluran Segi Empat...22
2.4 Penampang Saluran Setengah Lingkaran...22
2.5 Kurva Temperatur – Kekentalan (Nichols,2009)...24
3.1 peta Kesampaian Daerah PT.Bukti Asam (persero),Tbk...26
3.2 Diagram Alir Penelitian...36
4.1 sump A...48
4.2 Sump B...49
4.3 Saluran Tambang (ring kanal)...54
4.4 Dimensi Saluran Terbuka Rencana Sekarang...55
4.5 Dimensi Saluran Terbuka Rencana 2017...55
4.6 Pengukuran Dimensi KPL aktual...56 D.1 Luas Catchment Area aktual pit Taman Menggunakan Software
minescape...D-1
D.2 Luas Catchment Area rencana pit Taman Menggunakan Software
minescape...D-2
H.1 Spesifikasi Pompa multiflo 420E...H-1
I.1 Kurva Debit Pompa di sump A(Sekarang)...I-4
I.2 Kurva Debit Pompa di sump B (sekarang)...I-7
J.1 Kurva Debit Pompa di sump A (RPM 1300)...J-4
J.2 Kurva Debit Pompa di sump B (RPM 1300)...J-7
J.3 Kurva Debit Pompa di sump A (RPM 1400)...J-13
J.4 Kurva Debit Pompa di sump B (RPM 1400)...J-16
K.1 Rencana Dimensi Sump A di Pit Taman (pompa aktual)...K-4
K.2 Rencana Dimensi Sump B di Pit Taman (pompa aktual)...K-7
K.3 Rencana Dimensi Sump A di Pit Taman (pompa optimal)...K-12
K.4 Rencana Dimensi Sump A di Pit Taman (pompa optimal)...K-16
viii K.5 Dimensi Sump A di Pit Taman (Aktual)... K-17
K.6 Dimensi Sump A di Pit Taman (Aktual)... K-17 L.1 Rencana Dimensi Sump A di Pit Taman Rencana tahun 2017
(RPM 1300) ... L-4 L.2 Rencana Dimensi Sump B di Pit Taman Rencana tahun 2017
(RPM 1300) ... L-8 L.3 Rencana Dimensi Sump A di Pit Taman Rencana tahun 2017
(RPM 1400) ... L-12 L.4 Rencana Dimensi Sump B di Pit Taman Rencana tahun 2017
(RPM 1400) ... L-16 M.1 Rencana Penampang Terbuka Saluran Tambang (sekarang) ... M-6 N.1 Rencana Penampang Terbuka Saluran Tambang (rencana 2017) ... N-5
Halaman
2.1 Hubungan Suhu dan Uap Jenuh...6
2.2 Reduced Variate (Yt) Sebagai Fungsi Periode Ulang (Soemarto,1987 10 2.3 Nilai Reduced Mean (Yn) (Soemarto,1987)...11
2.4 Nilai Reduced Standart Deviation (Sn)(Soemarto,1987)...11
2.5 Hubungan Derajat Hujan dan Intensitas Curah Hujan (Suripin, 2004) 12 2.6 Koefisien Limpasan (Suwandhi, 2004)...15
2.7 Koefisien Permeabilitas (Suwandhi,2004)...14
2.8 Konstanta Hazen – William Berbagai Jenis Pipa (Sularso, dkk,2000) . 19 2.9 Koefisien Kerugian dari Berbagai Katup...20
2.10 Harga Koefisien Manning (n) (Gautama, 1999)...21
3.1 Lokasi Kesampaian Daerah...27
3.1 Kegiatan Penelitian...27
4.1 perbandingan Luas Daerah Tangkapan Hujan,Debit Air Total sekarang dan rencana 2017...44
4.2 Perbandingan Jumlah Pompa, Jam Kerja Pompa sekarang Dan rencana 2017...48
4.3 perbandingan debit air yang masuk dan yang keluar sekarang dan rencana 2017...48
4.4 Perbandingan Dimensi sump sekarang dan rencana 2017...53
4.5 Perbandingan Dimensi Saluran Tambang sekarang dan rencana 2017...56
4.6 Perbandingan Dimensi KPL sekarang dan rencana 2017...57
A.1 Data Curah Hujan Bulanan pit Taman Tahun 2007-2017...A-1
A.2 Curah Hujan Harian Maksimum pit Taman Tahun 2007-2017...A-2
A.3 Jam Hujan Bulanan pit Taman Tahun 2007-2017...A-3
A.4 Hari Hujan pit Taman Tahun 2007-2017...A-4
B.1 Pengolahan Curah Hujan Metode Gumbel...B-1
E.1 Harga Koefisien Limpasan...E-1
x E.1 Perhitungan Koefisien Limpasan ... E-1
F.1 Data Untuk Perhitungan Debit Air Limpasan ... F-1 F.2 Debit Air Limpasan Maksimum Masing Masing DTH ... F-3 F.3 Debit Evaporasi Masing Masing DTH ... F-6 F.4 Debit Total Air Limpasan Masing Masing DTH (Sekarang) ... F-7 G.1 Data Untuk Perhitungan Debit Air Limpasan ... G-1 G.2 Debit Air Limpasan Maksimum Masing Masing DTH ... G-4 G.3 Debit Evaporasi Masing Masing DTH ... G-7 G.4 Debit Total Air Limpasan Masing Masing DTH (rencana 2017)... G-8 I.1 perhitungan head Pompa situasi Sekarang (aktual) ... I-7 J.1 Perhitungan head pompa rencana 2017 (RPM 1300) ... J-7 J.2 Perhitungan head pompa rencana 2017 (RPM 1400) ... J-16 J.3 Perhitungan jumlah dan jam kerja pompa rencana 2017
menggunakan perbandingan RPM ... J-18 K.1 Perhitungan Debit Sisa Air di sump A Pit Taman
(Debit Pompa Aktual) ... K-1 K.2 Perhitungan Debit Sisa Air di sump B Pit Taman
(Debit Pompa Aktual) ... K-5 K.3 Perhitungan Debit Sisa Air di sump A Pit Taman
(Debit Pompa Optimal)... K-9 K.4 Perhitungan Debit Sisa Air di sump B Pit Taman
(Debit Pompa Optimal)... K-13 L.1 Perhitungan Debit Sisa Air di sump A Pit Taman
(Debit Pompa Rencana 2017, RPM 1300) ... L-1 L.2 Perhitungan Debit Sisa Air di sump B Pit Taman
(Debit Pompa Rencana 2017, RPM 1300) ... L-5 L.3 Perhitungan Debit Sisa Air di sump A Pit Taman
(Debit Pompa Rencana 2017, RPM 1400) ... K-9 L.4 Perhitungan Debit Sisa Air di sump B Pit Taman
(Debit Pompa Rencana 2017, RPM 1400) ... L-13 M.1 Dimensi Aktual Saluran Tambang ... M-1 M.2 Koefisien Kekerasan Dinding Saluran untuk Persamaan Manning ... M-2
O.1 Hasil Pengukuran Dimensi Kolam Aktual ... O-4
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman A. Data Curah Hujan, Jam Hujan Rata-rata, Jumlah Hari Hujan ...A-1 B. Perhitungan Curah Hujan ... B-1 C. Perhitungan Intensitas Hujan ... C-1 D. Peta Cathment Area Pit Taman ... D-1 E. Koefisien Air Limpasan ... E-1 F. perhitungan Debit Air Total Sekarang ... F-1 G. Perhitungan Debit Air Total Rencana 2017... G-1 H. Spesifikasi Pompa ... H-1 I Perhitungan Head dan Kebutuhan Pompa sekarang ... I-1 J. Perhitungan Head dan Kebutuhan Pompa rencana 2017 ... J-1 K. Perhitungan Dimensi Sump Sekarang ... K-1 L. Perhitungan Dimensi Sump Rencana 2017 ... L-1 0 Dimensi Aktual dan Perhitungan Dimensi Saluran Tambang
Sekarang ... M-1 N. Perhitungan Dimensi Saluran Tambang Rencana 2017 ... N-1
0 Perhitungan Rencana Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur
Sekarang ... O-1
0 Perhitungan Rencana Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur
1.1 Latar Belakang
PT.Bukit Asam (Persero) Tbk merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang bergerak di bidang pertambangan batubara yang berlokasi di Kabupaten Tanjung Enim Provinsi Sumatera Selatan. Sistem penambangan yang diterapkan adalah sistem tambang terbuka. sehingga semua aktivitas penambangan sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca. Curah hujan yang tinggi akan sangat mempengaruhi efektifitas pekerjaan di front penambangan yang selanjutnya dapat mempengaruhi jumlah produksi yang dihasilkan dari tambang.
Pada saat curah hujan tinggi, dasar tambang akan tergenang air karena adanya akumulasi air limpasan dari sekitar lokasi penambangan. Air yang terakumulasi tersebut akan membentuk suatu sumuran besar yang akan sangat mengganggu aktivitas penambangan yang disebabkan oleh kondisi pit kerja yang tergenang sehingga berakibat dapat menurunkan produksi batubara, berkurangnya kemampuan berkerja alat mekanis, hingga kondisi lereng tambang yang rawan longsor.
Pit Taman yang ada di Tambang air laya ini merupakan pit yang baru dibuka penambangannya dimana sebelumnya pit ini berfungsi sebagai Taman tempat bersantai di daerah townsite PT. Bukit Asam (Persero) Tbk, Ini dikarenakan cadangan batubara di daerah pit yang cukup banyak dan memiliki kalori yang cukup tinggi. Sehingga dilakukan kegiatan penambangan untuk menaikkan produksi batubara. Sistem penyaliran tambang yang ada di pit Taman masih belum bisa menanggulangi genangan air yang masuk ke lokasi penambangan. Kolam penampungan (sump) yang terdapat di pit tidak dapat menampung air saat curah hujan tinggi bahkan sampai mengganggu ke daerah front kerja batubara. Oleh karena itu harus dilakukan kajian teknis sistem penyaliran tambang yang baik di pit ini untuk mengatasi permasalahan tersebut yang pada akhirnya dapat mengoptimalkan sistem penyaliran untuk mengeringkan sump dan genangan air yang ada di front kerja sehingga dapat menunjang operasi dan proses penambangan dapat berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
1
2
1.2 Rumusan Masalah
Air yang terdapat pada pit penambangan mengakibatkan terganggunya kegiatan penambangan yang selanjutnya dapat menurunkan produksi batubara. Rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
0 Apakah debit air masuk sama dengan debit air yang keluar?
1 Apakah dimensi kolam penampungan (sump) mampu menampung debit yang
masuk?
2 Bagaimana rencana dimensi sump optimal untuk menunjang Produksi pada tahun 2017?
3 Berapakah jumlah pompa yang digunakan dan apakah pompa tersebut telah berfungsi secara optimal?
4 Bagaimana dimensi saluran tambang yang terdapat di pit Taman Tambang Air Laya (TAL) ?
5 Bagaimana dimensi Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) yang digunakan sebelum air dialirkan ke sungai?
1.3 Batasan Masalah
Batasan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
23 Debit air yang masuk dan keluar di pit Taman PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
24 Dimensi kolam penampungan (sump) di pit Taman PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
25 Rencana dimensi sump optimal untuk menunjang operasi tahun 2107 26 Pompa yang digunakan di pit Taman PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
27 Dimensi saluran tambang yang terdapat di pit Taman PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
28 Dimensi Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) di PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
23 Mengetahui debit air yang masuk dan debit air yang keluar.
24 Mengkaji dimensi kolam penampungan (sump).
5888Mengkaji jumlah pompa optimal untuk mengeluarkan air dari kolam penampungan (sump) keluar.
5889 Mengkaji dimensi saluran tambang yang ada di PT. Bukit Asam (persero) Tbk.,
5890 Mengkaji dimensi Kolam Pengendapan Lumpur (KPL) yang digunakan sebelum dialirkan ke sungai
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
23 Sebagai masukan bagi perusahaan untuk mengoptimalkan kinerja sistem penyaliran tambang yang sekarang sehingga aktivitas produksi di pit penambangan tidak terhambat.
24 Sebagai masukan bagi perusahaan untuk rencana penyaliran yang baik untuk menunjang operasi tahun 2017.
25 Sebagai tambahan ilmu yang bermanfaat bagi penulis tentang sistem penyaliran tambang yang baik untuk diterapkan di dunia kerja nantinya.
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 Siklus Hidrologi
Sikus hidrologi terbentuk karena adanya air permukaan dan air yang berada di atmosfer. Air yang berada di dalam maupun di permukaan bumi mengalami proses yang membentuk siklus. Secara umum siklus hidrologi terjadi karena air yang menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut akan terkondensasi dan kembali 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 (Soemarto, 1995). Untuk lebih jelasnya siklus hidrologi dapat dilihat pada gambar dibawah ini ( Gambar 2.1)
2.1.1 Presipitasi
Presipitasi ialah turunnya air dari langit atau atmosfer ke bumi. Air laut menguap karena radiasi matahari membentuk titik-titik uap air menjadi awan, kemudian awan yang terjadi akibat penguapan air bergerak di atas daratan karena terbawa oleh hembusan angin. Lalu Presipitasi terjadi karena adanya tabrakan antara butir-butir uap air di awan akibat desakan angin, Presipitasi ini dapat berbentuk hujan jika suhu kondensasi uap hanya mencapai wujud cair maupun salju jika perubahan suhu mencapai di bawah titik beku (freezing point).
Faktor-faktor yang mempengaruhi presipitasi adalah sebagai berikut (Seyhan, 1990):
23 Ketinggian tempat 24 Garis lintang
25 Jarak dari sumber-sumber air 26 Arah angin
27 Suhu nisbi tanah dan samudera yang berbatasan. 28 Hubungannya dengan deretan gunung
29 Posisi di dalam dan ukuran masa tanah benua atau daratan.
Hujan merupakan salah satu bentuk dari pendinginan titik air yang kemudian turun ke bumi. Terdapat 5 unsur yang harus ditinjau dalam menentukan banyaknya hujan yang terjadi , antara lain: (Soemarto, 1995):
5888 Intensitas (I), laju curah hujan persatuan waktu, seperti mm/menit, mm/jam, mm/hari disebut juga dengan intensitas.
5889 Lama waktu atau durasi (t), waktu yang dialami hujan dalam detikk atau menit disebut juga dengan durasi hujan.
5890 Tinggi hujan (d), merupakan jumlah hujan yang dinyatakan dalam mm untuk ketebalan air diatas permukaan datar.
5891 Frekuensi, adalah tingkat kuantitas terjadinya hujan yang dinyatakan dengan waktu ulang (return periode) T.
5892 Luas, adalah luas geografis curah hujan yang dinyatakan dalam km2. Banyaknya presipitasi atau curah hujan yang terjadi dapat ditentukan dengan melalu berbagai macam tahapan antara lain: (Soemarto, 1995) 1. Mengukur curah hujan
6
Pengukuran curah hujan ilakukan menggunakan penangkar hujan disertai dengan pencatat hujan. Penangkar hujan berfungsi menampung hujan yang jatuh dikawasan hujan, sedangkan pencatat hujan berfungsi mencatat tinggi hujan. 2. Frekuensi pengukuran
Frekuensi pencatatan dan pengukuran terhadap curah hujan yang jatuh di suatu kawasan dapat dilakukan sebanyak:
0 Sekali dalam sehari, dapat dilakukan dengan alat pengukur manual yang mengukur tiap hari wadah penangkar hujan dengan waktu yang teratur.
1 Sekali dalam seminggu atau sebulan, namun dilakukan dengan alat pengukur otomatis yang mana menghasilkan data curah hujan setiap saat dan di hubungkan dengan komputer di pusat komputer.
2.1.2 Evaporasi
Evaporasi adalah proses dimana air menjadi uap, bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara atau semua bentuk permukaan selain vegetasi. Pertukaran air menjadi uap air dapat terjadi dari permukaan bebas, dari muka air tanah, dan pada metabolisme tanaman (trasnpirasi). Suhu dan tekanan uap jenuh saling berhubungan satu sama lainnya, sehingga juga mampu mempengaruhi evaporasi yang terjadi (Seyhan, 1990). Hubungan suhu dan tekanan uap jenuh dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Hubungan Suhu dan Uap Jenuh
Suhu (oC) Tekanan Uap Jenuh (mmHg)
0 4,572 10 9,14 20 17,55 30 31,86 32 36,81 40 55,40
Menurut Seyhan (2009) untuk menghitung evaporasi digunakan persamaan Dalton yaitu:
dimana :
= Evaporasi air permukaan bebas (mm/hari) Es = Tekanan uap air jenuh (mmHg)
e = Tekanan uap aktual dalam udara (mmHg)
U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 meter dari permukaan (mm/s) Faktor yang mempengaruhi tingkat evaporasi adalah sebagai berikut: 1.Radiasi matahari
Proses evaporasi terjadi di siang hari dan kadang di malam hari. Perubahan zat cair menjadi gas, memerlukan energi berupa panas. Sumber energi utama proses evaporasi adalah sinar matahari, dan proses tersebut terjadi semakin besar pada saat penyinaraan langsung dari matahari. Awan merupakan penghalang proses evaporasi, yang mengurangi input energi matahari.
2.Angin
Proses evaporasi dapat terus berjalan jika udara diganti dengan udara kering. Pergantian tersebut dapat dimungkinkan jika terjadi angin, jadi kecepatan angin memegang peranan dalam proses evaporasi.
3.Kelembaban relatif.
Kelembaban relatif sangat mempengarui tingkat evaporasi. Kelembaba relatif yang naik, menyebabkan penyerapan uap air akan berkurang sehingga laju evaporasinya akan menurun.
4.Suhu/ temperatur.
Energi sangat diperlukan agar evaporasi berjalan terus. Jika suhu udara dan tanah cukup tinggi, proses evaporasi akan berjalan lebih cepat dibandingkan jika suhu udara dan tanah rendah, karena adanya energi panas tersedia. Kemampuan udara untuk menyerap uap air akan naik jika suhunya naik, maka suhu udara memiliki efek ganda terhadap besarnya evaporasi, sedangkan suhu tanah dan air mempunyai efek tunggal (Soemarto 1986).
2.1.3 Infiltrasi
Infiltrasi merupakan air cair yang diterima pada permukaan bumi dan jatuh pada permukaan yang dapat bergerak kedalam tanah dengan gaya gerak gravitasi dan kapiler (Ersin Seyhan, 1990). Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi adalah :
8
0 Faktor tanah, terutama yang berkaitan dengan sifat-sifat fisik tanah seperti ukuran butir dan struktur tanah.
1 Vegetasi.
2 Faktor lain, seperti kemiringan tanah, kelembaban tanah, dan suhu air.
2.2 Sistem Penyaliran
Sistem penyaliran tambang terjadi jika adanya air yang masuk (input) ke tambang yang kemudian ditampung dalam kolam penampungan (sump) yang selanjutnya dipompakan keluar tambang, air yang dipompakan keluar tambang (output) harus dinetralisir terlebih dahulu di kolam pengendapan lumpur sebelum dialirkan ke sungai. Teknik penyaliran ini bisa bersifat pencegahan atau pengendalian air yang masuk ke lokasi penambangan (Suwandhi, 2004).
Penanganan masalah air dalam suatu tambang terbuka secara umum dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :
0 Cara langsung ( preventive )
Sistem penyaliran dengan mencegah air masuk ke lokasi penambangan dengan pembuatan saluran terbuka di sekeliling pit sehingga air tersebut mengalir mengelilingi pit.
1 Cara tidak langsung ( repressive curative )
Sistem penyaliran yang membiarkan air masuk ke lokasi penambangan untuk ditampung di sump. Dari sump air dipompakan keluar area penambangan dengan menggunakan pompa.
2.2.1 Curah Hujan
Curah hujan adalah banyaknya hujan yang terjadi pada suatu daerah. Curah hujan merupakan faktor yang sangat penting dalam perencanaan sistem penirisan, karena besar kecilnya curah hujan pada suatu daerah tambang akan mempengaruhi besar kecilnya air tambang yang harus ditanggulangi (Soemarto,1986).
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 diletakkan ditempat terbuka agar air hujan yang jatuh tidak terhalang
oleh bangunan atau pepohonan. Data tersebut berguna pada saat penentuan hujan rencana. Analisa terhadap data curah hujan ini dapat dilakukan dengan dua metode (Soewarno,1995) , yaitu :
0 Annual series, yaitu dengan mengambil satu data maksimum setiap tahunnya yang berarti bahwa hanya besaran maksimum setiap tahun saja yang dianggap berpengaruh dalam analisa data.
1 Partial Duration Series, yaitu dengan menentukan lebih dahulu batas bawah tertentu dari curah hujan, selanjutnya data yang lebih besar dari batas bawah tersebut diambil dan dijadikan data yang akan dianalisa.
2.2.2 Periode ulang hujan
Curah hujan diperkirakan terjadi satu kali dalam n tahun, maka n tahun dapat dianggap sebagai periode ulang dari x. Perhitungan periode ulang yang paling banyak dipakai adalah Metode Gumbel. Metode Gumbel merupakan teori harga ekstrim untuk menunjukan bahwa dalam deret harga-harga ekstrim X1, X2, X3, ..., Xn, dimana sample-samplenya sama besar, dan X merupakan variable berdistribusi eksponensial, maka probabilitas kumulatipnya P dalam nama sebarang harga di antara n buah harga Xn akan lebih kecil dari harga tertentu. Persamaan Gumbel untuk mendapatkan perkiraan curah hujan dapat dilihat pada persamaan dibawah ini (Soewarno, 1995).
X = + (Y-Yn) (2.2)
dimana :
0 = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun = Harga rata – rata sampel data curah hujan (dalam hal ini curah hujan
bulanan maksimum)
S = Simpangan baku (standar deviasi) data sampel curah hujan
5888 = Reduce variate, mempunyai nilai yang berbeda pada setiap periode ulang Yn = Reduced mean, yang tergantung pada jumlah sample
Sn = Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sample
10
Besarnya simpangan baku (S) dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Soewarno, 1995):
( x xi) 2
S = (2.3)...
n 1
Dalam menentukan periode ulang hujan, maka harus diketahui terlebih dahulu reduced variate, reduced mean, reduced standard deviation.
23 Reduced Variate (Yt)
Menghitung nilai reduce variate menggunakan rumus (Soemarto, 1987):
T 1
Yt ln ln ... (2.4)
T
dimana :
Yt = Reduced Variate T = Periode ulang (tahun)
Tabel 2.2 Reduced Variate (Yt) Sebagai Fungsi Periode Ulang (Soemarto, 1987)
Periode Ulang (T) Reduksi Variansi (Y)
2 0,367 5 1,4999 10 2,2504 100 4,6001 500 6,2136 1000 6,9072
2) Reduced Mean atau Koreksi Rata-rata (Yn)
Untuk menentukan nilai koreksi rata-rata, nilai reduced mean tergantung atas banyak nya data curah hujan yang digunakan, data curah hujan minimal digunakan dalam 10 tahun sebelumnya (Tabel 2.3) (Soemarto, 1987).
Tabel 2.3 Nilai Reduced Mean (Yn) (Soemarto, 1987) N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,4952 0,4996 0,5035 0,5070 0,5100 0,5128 0,5157 0,5181 0,5202 0,5220 20 0,5236 0,5252 0,5268 0,5283 0,5296 0,5300 0,5820 0,5882 0,5343 0,5353 30 0,5363 0,5371 0,5380 0,5388 0,5396 0,5400 0,5410 0,5418 0,5424 0,5430 40 0,5463 0,5442 0,5448 0,5453 0,5458 0,5468 0,5468 0,5473 0,5477 0,5481 50 0,5485 0,5489 0,5493 0,5497 0,5501 0,5504 0,5508 0,5511 0,5515 0,5518 60 0,5521 0,5524 0,5527 0,553 0,5533 0,5535 0,5538 0,5540 0,5543 0,5545 70 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 80 0.5569 0,5570 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,558 0,5581 0,5583 0,5585 90 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 768 0,5600
23 Reduced Standard Deviation atau Koreksi Simpangan (Sn)
Untuk menentukan nilai Reduce Standard Deviation sama halnya dengan mencari nilai Reduced Mean yaitu dilihat dari banyaknya data curah hujan yang digunakan (Soemarto, 1987). Jumlah data curah yang dibutuhkan untuk mengolah data pada persamaan gumbel minimal 10 tahun (Tabel 2.4).
Tabel 2.4 Nilai Reduced Standard Deviation (Sn) (Soemarto, 1987)
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 20 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0315 1,0961 1,1004 1,1047 1,1080 30 1,1124 1,1159 1,1193 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 40 1,1413 1,1436 1,1458 1,148 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,1590 50 1,1607 1,1923 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 2.2 3 Intensitas Hujan
Intensitas hujan adalah jumlah presipitasi atau curah hujan yang jatuh pada saat tertentu dalam satuan mm/menit, cm/jam, dan lain-lain (Seyhan, 1990).
12
Untuk mencari intensitas hujan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan mononobe (Soemarto, 1995):
(
)
... (2.5)dimana :
I = intensitas (mm/jam)
d24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam t = waktu konsentrasi (jam)
Hubungan antara derajat curah hujan dengan intensitas curah hujan dapat dilihat pada Tabel 2.5 sebagai berikut:
Tabel 2.5 Hubungan Derajat Hujan Dan Intensitas Curah Hujan (Suripin, 2004)
Derajat Hujan Intesitas Curah Hujan (mm/menit) Kondisi Hujan Lemah 0,02 -0,05 Tanah Basah semua Hujan Normal 0,05 - 0,25 Bunyi hujan terdengar
Hujan Deras 0,25 - 1,00 Air tergenang dan terdengar bunyi dari genangan
Hujan >1,00 Hujan seperti ditumpahkan
Sangat Deras saluran air meluap
1.3 Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area)
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 tempat daerah penambangan yang lebih lebih rendah (Soewarno,1995).
2.4 Air Limpasan
Air limpasan adalah aliran air yang mengalir di atas permukaan karena penuhnya kapasitas infiltrasi tanah. Besarnya frekuensi banjir pada suatu kawasan
dikendalikan oleh faktor-faktor penyebab (intensitas presipitasi, lama hujan, frekuensi terjadinya hujan angin dan luas daerah aliran) faktor-faktor lingkungan (faktor-faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi dan waktu konsentrasi (Soemarto, 1995). Metode yang sangat sering digunakan karena kesederhanaannya adalah metode rasional. Metode ini memberikan batasan jumlah air masuk dilihat dari limpasan permukaan maksimum. Persamaan metode rasional menurut Soemarto (1995) adalah sebagai berikut:
... (2.6) dimana:
23 = Limpasan permukaan maksimum (m3/jam) C = Koefisien limpasan (Tabel 2.6)
i = Intensitas curah hujan (m/jam)
A = Luas catchment area / daerah tangkapan hujan (m2)
Koefisien limpasan merupakan bilangan yang menunjukkan perbandingan besarnya limpasan permukaan, dengan intensitas curah hujan yang terjadi pada tiap-tiap daerah tangkapan hujan. Koefisien limpasan tiap-tiap daerah berbeda (Tabel 2.6). Dalam penentuan koefisien limpasan faktor-faktor yang harus diperhatikan adalah :
5888 Kerapatan vegetasi
5889 Daerah dengan vegetasi yang rapat, akan memberikan nilai C yang
kecil, karena air hujan yang masuk tidak dapat langsung mengenai tanah, melainkan akan tertahan oleh tumbuh-tumbuhan, sedangkan tanah yang gundul akan memberi nilai C yang besar.
5890 Tata guna lahan
Lahan persawahan atau rawa-rawa akan memberikan nilai C yang kecil daripada daerah hutan atau perkebunan, karena pada daerah persawahan misalnya padi, air hujan yang jatuh akan tertahan pada petak-petak sawah, sebelum akhirnya menjadi limpasan permukaan.
4) Kemiringan tanah
14
Daerah dengan kemiringan yang kecil (<3%), akan memberikan nilai C yang kecil, daripada daerah dengan kemiringan tanah yang sedang sampai curam untuk keadaan yang sama.
Tabel 2.6 Koefisien Limpasan (Suwandhi, 2004)
Kemiringan Jenis lahan C
Sawah, rawa 0,2
< 3% (datar) Hutan, perkebunan 0,3
Perumahan 0,4
Hutan, perkebunan 0,4
3% - 15% (sedang) Perumahan 0,5
semak-semak agak jarang 0,6
Lahan terbuka 0,7
Hutan 0,6
>15% (curam) Perumahan 0,7
Semak-semak agak jarang 0,8 Lahan terbuka daerah tambang 0,9
2.5 Air Tanah
Air Tanah adalah air yang menempati rongga-rongga dalam lapisan geologi. Lapisan tanah yang terletak di bawah permukaan air tanah dinamakan air jenuh (staturated zone), sedangkan daerah tidak jenuh biasanya terletak di atas daerah jenuh sampai kepermukaan tanah, dimana rongga-rongganya berisi air dan udara. Lapisan-lapisan bawah tanah akan melakukan distribusi dan mempengaruhi gerakan air tanah (Soemarto 1987). Aliran air tanah dalam akuifer dapat dihitung dengan persamaan darcy. Persamaan darcy menurut Soemarto (1987) adalah sebagai berikut:
( )
... (2.7) dimana :
Q = Debit air tanah (m3/detik) 23 = Koefisien permeabilitas (m/det)
= Luas penampang akuifer(m2)
H0 = Ketinggian awal air tanah (m)
H1 = Ketinggian air tanah sepanjang L (m) = Panjang akuifer, jarak dari sumber (m)
Tabel 2.7 Koefisien Permeabilitas (Suwandhi, 2004)
No Description of Ground Permeability Unit
Darcy Meinzer cm/det 0 Clay shale or dense rock with tight fractures,
considered impermeable in most excavations 1 Dense rock, few tight fractures, approximate
lower limit for oil production
2 Dense rock, 0.005 in fracture each sqft
3 Silt or clay, silt, fine sand. Few water well in less permeable ground
4 Silt or clay, silt, fine sand. Few water well in less permeable ground
5 Clean sand, medium and coarse (0,25 and 1.0 mm)
6 Clean gravel (70% larger than 2.0 mm)
0,0001 0,0018 9,7 x 10-8 0,001 0,018 9,7 x 10-7 0,5 9 4,8 x 10-4 1 18 9,7 x 10-4 2 36 19,4 x 10-4 500 9.100 0,48 1.250 22.750 1,2
2.6 Sump (Kolam Penampungan)
Sump merupakan kolam penampungan air yang dibuat untuk penampung air limpasan, yang dibuat sementara sebelum air itu dipompakan, serta dapat berfungsi sebagai pengendapan lumpur (Suwandhi,2004). Berdasarkan tata letak kolam penampung (sump), sistem penirisan tambang dapat dibedakan menjadi antara lain (Suwandhi, 2004):
a. Sistem Penirisan Memusat
Pada sistem ini sump akan ditempatkan di setiap jenjang tambang (bench), dengan sistem pengalirannya dari jenjang paling atas menuju jenjang dibawahnya sehingga akhirnya air dipusatkan di main sump untuk kemudian dipompakan keluar tambang.
b. Sistem Penirisan Tidak Memusat
Sistem ini dapat dilakukan bila kedalaman tambang relatif dangkal dengan keadaan geografis daerah luar tambang memungkinkan untuk mengalirkan air langsung dari sump keluar tambang.
Berdasarkan penempatannya, sump dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu (Suwandhi, 2004):
0 Travelling Sump
Sump ini dibuat pada daerah front tambang. Tujuan dibuatnya sump ini adalah untuk menanggulangi air permukaan. Jangka waktu penggunaan sump ini relatif singkat dan selalu ditempatkan sesuai dengan kemajuan tambang.
16
2. Sump Jenjang
Sump ini dibuat secara terencana baik dalam pemilihan lokasi maupun volumenya. Penempatan sump ini adalah pada jenjang tambang dan biasanya di bagian lereng tepi tambang. Sump ini 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.
0 Main Sump
Sump ini dibuat sebagai tempat penampungan air terakhir. Pada umumnya sump ini dibuat pada elevasi terendah dari dasar tambang.
2.7 Pumping (Pemompaan)
Pompa merupakan alat angkut yang berfungsi memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat lain. Pompa berfungsi mengeluarkan air dari tambang. Jenis pompa yang banyak digunakan dalam kegiatan penirisan tambang adalah pompa sentrifugal Pompa sentrifugal digunakan karena mampu mencapai ketinggian head yang besar (Suripin, 2004).
Sistem pemompaan membutuhkan volume atau tinggi pemompaan (head) yang lebih besar, sedangkan setiap pompa memiliki kemampuan untuk mencapai volume atau head tertentu. Hubungan antara pompa dijelaskan sebagai berikut : (Tahara, 2000).
a. Hubungan paralel
Pada hubungan paralel beberapa buah pompa dihubungkan pada saluran pompa yang sama. Hubungan paralel pompa dapat terdiri dari beberapa pompa yang sejenis maupun tidak sejenis. Tujuan pemasangan pompa secara paralel adalah untuk memperoleh jumlah aliran volume pemompaan (debit) yang lebih besar. Karena pada hubungan paralel terjadi penjumlahan aliran volume (debit) dengan tinggi pemompaan (head) yang sama besar (Tahara, 2000). b. Hubungan seri
Pada hubungan seri, setelah zat cair melalui sebuah pompa, zat cair tersebut
akan dibawa ke pompa berikutnya. Pemasangan pompa dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa pompa yang sejenis atau pompa yang berbeda. Pada hubungan pemasangan pompa secara seri terjadi penjumlahan tinggi naik(head) pada aliran volume atau debit pemompaan yang sama (Tahara, 2000).
Perhitungan head pompa dapat menggunakan prinsip Bernoulli. Bentuk persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan menurut Sularso dkk (2000) ditunjukan dalam persamaan dibawah ini:
... (2.8)
dimana :
P = tekanan (bar)
0 = berat spesifik (kN/m3)
23 = kecepatan aliran fluida (m/s2) Z1 = elevasi hisap (m) g = percepatan gravitasi (m/s2)
Bentuk persamaan head total pompa menurut Sularso dkk (2000) dapat ditulis sebagai berikut:
... (2.9)
dimana:
H = Head total pompa (m)
ha = Head statis total (m), Δhp = Perbedan head tekan yang bekerja pada kedua permukaan air (m)
hl = Beberapa keruguian head di pipa, katup, belokan, dambungan, dll (m) Vd = kecepatan aliran rata-rata dititik keluar pipa (m/s)
Energi yang secara efektif diterima oleh air dari pemompaan persatuan waktu menurut Sularso dkk (2000) dapat ditulis sebagai berikut:
18
... (2.10)
dimana:
Pw = Daya air (kW)
23 = Head total pompa (m) Q = Debit (m3/detik)
23Berat spesifik (kN/m3)
Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya di dalam pompa. Dapat dinyatakan dalam persamaan berikut ini menurut Sularso dkk (2000):
... (2.11)
dimana:
5888 Effisiens
i pompa Pw = Daya air (kW)
2.8 Hosting (Pemipaan)
Pipa (hosting) digunakan untuk keperluan pemompaan dalam aktivitas penambangan. Sistem pemipaan akan sangat berhubungan erat dengan head kerugian yang dihasilkan oleh pipa. Menurut Sularso dkk (2000) perhitungan besarnya head loss pada pipa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hazen-William yaitu sebagai berikut:
1. Head loss pada pipa panjang
( ) ...
(2.12)
dimana :
HL = Head loss pipa (m) Q = Debit aliran pipa (m3/detik)
23 = Diameter pipa (m) L = Panjang pipa (m)
Tabel 2.8 Konstanta Hazen – Williams Berbagai Jenis Pipa (Sularso dkk, 2000)
No JENIS PIPA NILAI C
1 Pipa besi cor baru 130
2 Pipa besi cor lama 100
3 Pipa besi cor lama / permukaan dalam kasar 70
4 Pipa baja baru 130
5 Pipa baja sedang / setengah pakai 100
6 Pipa baja lama 80
7 Pipa Plastik "Polyethylene" 140
2. Head loss pada katup hisap v 2
Hv = fv
2g
...(2.13) Dimana :Hv = kerugian head katup (m)
23 = kecepatan rata-rata di penampang masuk katup (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2)
f = koefisien kerugian katup (Tabel 2.8)
3. Head loss pada ujung pipa keluar
Hf = f v 2 (2.14)
2g
... dimana :f = 1
v adalah kecepatan rata-rata pada pipa keluar
20
Tabel 2.9 Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup (Sularso dkk, 2000)
Diameter (mm)
Jenis Katup 90 100 200
100 150 200 300 400 500 600 700 800 0 0 0 Katup sorong 0,1 0,1 0,1 0,0 0,0 0,00
4 2 0 9 7
Katup kupu-kupu 0,6 – 0,16 (bervariasi menurut konstruksi dan diameternya) Katup putar 0,09 – 0,026 (bervariasi menurut diameternya)
Katup cegah kipas - - 1,2 1,1 1,1 1,0 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8
-ayun 0 5 0 0 8 4 2 0 8
Katup kepak - - - 0,9 – 0,5
Katup isap 1,9 1,9 1,8 1,7 1,7 - - - -(dengan saringan) 7 1 4 8 2
2.9 Saluran Tambang
Pembuatan saluran tambang dilakukan untuk menampung air limpasan permukaan pada suatu daerah dan mengalirkannya ke tempat pengumpulan (sumuran) atau tempat lainnya. Saluran ini juga digunakan untuk mengalirkan air hasil pemompaan keluar areal penambangan (sungai).
Menurut Gautama (1999) saluran tambang harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:
5888 Dapat mengalirkan debit air yang direncanakan.
5889 Kemiringan sedemikian sehingga tidak terjadi pengendapan/sedimentasi 5890 Kecepatan air sedemikian sehingga tidak merusak saluran (erosi)
5891 Kemudahan dalam penggalian.
Perhitungan kapasitas pengaliran suatu saluran air dilakukan dengan rumus Manning, yaitu:
...(2.15)
dimana :
23 = Jari-jari hidrolik =
24 = Kemiringan dasar saluran (%) 5888 = Keliling basah
23 = Luas penampang
n = Koefisien manning (tabel 2.10)
Tabel 2.10 Harga Koefisien Manning (n) (Gautama, 1999)
No Tipe Elemen (n) 1. Semen 0,010 – 0,014 2. Beton 0,011 – 0,016 3. Bata 0,012 – 0,020 4. Besi 0,013 – 0,017 5. Tanah 0,020 – 0,030 6. Gravel 0,022 – 0,035
7. Tanah yang ditanami 0,025 – 0,040
Dimensi penampang yang dapat di katakan efisien, yaitu apabila dapat mengalirkan debit aliran secara maksimum. Beberapa jenis penampang efisien yang paling sering digunakan adalah sebagai berikut (Gautama, 1999):
1) Penampang Saluran Trapesium
Gambar 2.2 Penampang Saluran Trapesium
dimana :
B = Lebar dasar saluran
tg a = Kemiringan tebing
Y = Kedalaman saluran
22
2) Penampang Saluran Segi Empat
Gambar 2.3 Penampang Saluran Segi Empat
dimana :
5888 = Lebar dasar saluran y= Kedalaman saluran
3) Penampang Saluran Setengah Lingkaran
Gambar 2.4 Penampang Saluran Setengah Lingkaran
dimana :
r = Jari – jari lingkaran
2.10 Kolam Pengendapan Lumpur (KPL)
Menurut R & M Consultant (1983) kolam pengendapan lumpur merupakan sarana untuk menghindari pencemaran perairan umum oleh air limpasan dari
tambang yang mengandung material padat akibat erosi. Penentuan lokasi dan kapasitas kolam pengendapan lumpur harus direncanakan dengan memperhatikan rencana tambang agar biaya pembuatannya dan penanganan lumpur tidak memerlukan biaya besar.
Walaupun bentuknya dapat bermacam-macam, namun pada setiap kolam pengendap akan selalu ada 4 zona penting yang terbentuk karena proses pengendapan material padatan. Menurut Endrianto dan Ramli (2013) Keempat zona itu adalah:
23 Zona masukan adalah tempat masuknya aliran air berlumpur kedalam kolam pengendapan dengan anggapan campuran antara padatan dan cairan terdistribusi secara merata.
24 Zona Pengendapan adalah tempat dimana partikel akan mengendap. Material padatan disini akan mengalami proses pengendapan disepanjang saluran masing-masing ceck dam.
25 Zona Endapan Lumpur adalah tempat dimana partikel padatan dalam cairan mengalami sedimentasi dan terkumpul pada bagian bawah saluran pengendap. 26 Zona Keluaran adalah tempat keluarnya buangan cairan yangt relative bersih.
zone ini terletak pada akhir saluran.
Luas kolam pengendapan menurut Sengupta (1993) dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
A = Q total/Vt ... (2.16) dimana :
A = Luas kolam pengendapan (m2)
Qtotal = Debit air yang masuk kolam pengendapan (m3/detik)
Vt = Kecepatan pengendapan (m/detik)
Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan rumus “Stokes” dan hukum “Newton”. Hukum “Stokes” berlaku bila persen padatannya kurang dari 40%, sedangkan bila lebih dari 40% maka berlaku hukum “Newton”.
24
Gambar 2.5 Kurva Temperatur – Kekentalan (Nichols, 2009)
Menurut Yang (1996) persamaan Hukum Newton untuk perhitungan
kecepatan pengendapan partikel adalah sebagai berikut: Vt
g
D
2
p
a
... (2.17) 18 dimana :5888= kecepatan pengendapan partikel (m/detik) g = percepatan gravitasi (m/detik2)
p = berat jenis partikel padatan a = berat jenis air (kg/m3)
23 = kekentalan dinamik air (kg/mdetik) D = diameter partikel padatan
Menurut Sengupta (1993) waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap dengan kecepatan (m/s) sejauh (h) adalah:
th = ( ) ...
dimana :
th = Waktu pengendapan partikel (menit)
Vt = Kecepatan pengendapan partikel (m/detik)
H = Kedalaman Saluran (m)
Perhitungan kecepatan air keluar dari kolam pengendapan adalah:
Vh = ... (2.19)
dimana :
Qtotal = Debit partikel
Vh = Kecepatan partikel keluar dari outlet
A = Luas kolam pengendapan
Waktu yang dibutuhkan partikel keluar dari waktu pengendapan:
t
h=
... (2.20)dimana :
P = Panjang kolam pengendapan (m)
Vh = Kecepatan partikel keluar dari outlet (m/detik)
th = waktu yang dibutuhkan partikel keluar dar pengendapan (m)
Untuk mengetahui persentasi pengendapan solid yang dapat di endapkan dari jumlah solid yang masuk ke kolam pengendapan lumpur adalah:
Persentasi pengendapan: ... (2.21)
( )
dimana :
th = waktu yang dibutuhkan partikel keluar dar pengendapan tv = waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Kesampaian Daerah
Wilayah izin usaha pertambangan (WIUP) PT. Bukit Asam (Persero), Tbk. terletak di Tanjung Enim, Kecamatan Lawang Kidul, Kabupaten Muara Enim, Provinsi Sumatera Selatan. Jarak yang dapat ditempuh untuk mencapai daerah ini sekitar 220 km barat daya dari Kota Palembang (Gambar 3.1).
Gambar 3.1 Peta Kesampaian Daerah PT. Bukit Asam (Persero) Tbk (Sumber: Satuan Kerja Eksplorasi Rinci PT. Bukit Asam (Persero) Tbk)
Tambang Air Laya terletak di Kecamatan Lawang Kidul Kabupaten Muara Enim sekitar 3 km dari kota Tanjung Enim ke arah barat laut. Area Tambang Air Laya merupakan dataran rendah dengan beberapa bukit di sekitarnya, yaitu Bukit Murman, Bukit Munggu, Bukit Tapuan dan Bukit Asam.
Untuk bisa mencapai lokasi penelitian tambang Air Laya Tanjung Enim, Kecamatan Lawang Kidul, Kabupaten Muara Enim, Provinsi Sumatera Selatan dapat di tempuh dengan rute perjalanan menggunakan kendaraan roda dua dan roda empat seperti berikut (Tabel 3.1) :
Tabel 3.1 Lokasi Kesampaian Daerah
Ruas Jalan Jarak Waktu Kecepatan Kondisi Jalan
Beraspal baik,
Palembang – pada beberapa
200 km 5 jam 60 – 100 km/jam ruas jalan
Muara Enim
dijumpai jalan rusak
Muara Enim – 30 Beraspal baik,
20 km 60 – 80 km/jam melewati PLTU
Tanjung Enim menit
Bukit Asam.
Tanjung Enim – 10 Melewati jalan
Kantor Besar PT. 2 km 30 – 40 km/jam
menit beraspal baik.
Bukit Asam
Kantor Besar PT. Melewati jalan
Bukit
Asam-1 Km 5 menit 45 – 50 km/jam beraspal dan
Tambang Air
tanah. Laya
3.2. Jadwal Penelitian
Penelitian dilakukan mulai dari tanggal 13 Februari 2017 sampai dengan 13 April 2017. Adapun kegiatan penelitian selama di perusahaan dimulai dari orientasi, pengambilan data baik data primer maupun data sekunder dan penyusunan laporan seperti tabel 3.2
Tabel 3.2 Kegiatan Penelitian
Waktu Pelaksanaan Kegiatan
Minggu Ke
28
1 2 3 4 5 6 7 8
Orientasi Lapangan Pengumpulan Referensi ‘dan data
Konsultasi dan Bimbingan Pengolahan Data Penyusunan dan ‘Pengumpulan Draft ‘Laporan 3.3. Metode Penelitian
Permasalahan yang telah ada diselesaikan menggunakan metode penelitian deskriptif yang bertujuan untuk mengumpulkan informasi aktual secara rinci dengan cara yang menggambarkan keadaan yang ada di lapangan, yang selanjutnya akan diindetifikasi atau diperiksa serta dievaluasi kejadian tersebut dengan membandingkan teori – teori yang ada. Adapun tahapan- tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
3.3.1. Studi Literatur
Studi literatur merupakan pembelajaran atau proses mendapatkan bahan pustaka yang menunjang keperluan penelitian seperti sistem penirisan tambang pada tambang terbuka, sirkulasi air guna perhitungan debit air serta seluruh sistem-sistem lain yang ikut mempegaruhi sistem penirisan tambang. Adapun studi literature atau bahan – bahan tersebut didapatkan dari ;
a. Buku dan jurnal yang digunakan untuk mendapatkan teori dasar serta persamaan yang digunakan dalam penelitian
b. Data perusahaan yang berhubungan dengan penelitian.
3.3.2. Pengamatan dan Pengambilan Data
Pengamatan dilakukan dengan cara pengamatan langsung untuk mendapatkan data – data yang di perlukan dalam penelitian. Adapun data – data tersebut antara lain :
a. Data primer, untuk memperoleh data primer dibutuhkan pengamatan secara lansung dilapangan dan kemudian dibuat secara sistematis meliputi:
23 Debit air Masuk dan keluar 24 Data Dimensi sump
25 Data Dimensi Saluran Terbuka 26 Debit Aktual pemompaan 27 Jumlah Pompa
28 (jumlah,pjg,lbr,tinggi elevasi dan dimeter Pipa) 29 Data Dimensi KPL
30 Perencanaan sump
23 Data sekunder, untuk memperoleh data sekunder diperlukan laporan dan dokumen yang ada di perusahaan meliputi:
23 Peta Rencana Operasi pit taman 24 Lokasi Kesampaian Daerah 25 Data Curah Hujan
26 Peta Catchment Area
27 Kurva Efisiensi Pompa 28 Spesifikasi Pompa
29 Data dimensi sump
30 Data Dimensi KPL
31 Suhu rata rata pit Taman 32 Data Debit Air Tanah
3.3.3. Pengolahan data
Data yang telah didapat selanjutnya akan diolah menjadi suatu kesatuan. Pengolahan data tersebut harus melalui tahapan – tahapan terlebih dahulu. Adapun pengolahan data tersebut dapat dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :
1. Melakukan perhitungan prediksi curah hujan dan intensitas curah hujan
Dalam memprediksi curah hujan selanjutnya dibutuhkan curah hujan 10 tahun ke belakang yang didapatkan dari data sekunder berupa data curah hujan yang berasal dari Rencana Operasi (Renops). Data yang didapatkan berbentuk data yang masih mentah yang memerlukan pengolahan data kembali dengan menggunakan prinsip statistika. Metode Gumbel digunakan untuk mengolah data
30
tersebut. Adapun hasil pengolahan data menggunakan metode Gumbel adalah angka-angka perkiraan tinggi hujan maksimum yang dianggap terjadi sekali dalam periode ulang hujan yang direncanakan.
X = + (Y-Yn)
dimana :
23 = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T tahun = Harga rata – rata sampel data curah hujan (dalam hal ini curah hujan
bulanan maksimum)
S = Simpangan baku (standar deviasi) data sampel curah hujan
23 = Reduce variate, mempunyai nilai yang berbeda pada setiap periode ulang Yn = Reduced mean, yang tergantung pada jumlah sample
Sn = Reduced standard deviation yang juga tergantung pada jumlah sample Dan persamaan mononobe digunakan untuk menghitung intensitas hujan.
( ) dimana :
I = intensitas (mm/jam)
d24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam
t = waktu konsentrasi (jam)
2. Melakukan perhitungan debit air total
Debit air total didapat dari penjumlahan Debit air setiap DTH (daerah tangkapan Hujan) dimana DTH yang ada pada daerah taman ada 3 buah. Cara menghitung debit satu DTH adalah dihitung dengan cara menjumlahkan debit air limpasan dan debit air tanah kemudian dikurangi dengan debit evaporasi
23 Debit Air Limpasan
Debit air limpasan didapatkan dari perkalian antara intensitas hujan, luasan catchment serta koefisien situasi area. Adapun persamaan yang digunakan secara jelas yaitu :
Q = C.I.A
dimana:
23 = Limpasan permukaan maksimum (m3/jam) C = Koefisien limpasan (Tabel 2.6)
i = Intensitas curah hujan (m/jam)
A = Luas catchment area / daerah tangkapan hujan (m2) b. Debit Air Tanah
Debit air tanah didapatkan dari data hidrologi yang telah ada di PT Bukit Asam di dalam dokumen geoteknik.
23 Debit Evaporasi
Debit Evaporasi didapatkan dari data kecepatan angin yang didapatkan dari data hidologi PT Bukit Asam. Adapun persamaan yang digunakan adalah :
( )( )
dimana:
= Evaporasi air permukaan bebas (mm/hari)
Es = Tekanan uap air jenuh (mmHg)
e = Tekanan uap aktual dalam udara (mmHg)
U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 meter dari permukaan(mm/s) 3. Melakukan perhitungan head total pompa
Perhitungan head total pompa didapat dengan menggunakan persamaan Bernoulli dengan menjumlah head static dengan head loss
23Melakukan perhitungan kebutuhan pompa dengan debit pompa aktual Kebutuhan pompa dapat dihitung dengan membagikan debit air terbesar yang masuk tiap bulannya terhadap debit pompa aktual yang telah dikalikan dengan jumlah jam kerja.
5. Melakukan perhitungan jumlah jam kerja terhadap debit pompa
Jam kerja pompa dapat ditentukan dengan mengetahui debit pompa dan debit air yang harus dikeluarkan
6. Menghitung dimensi sump
Sump digunakan sebagai media penampungan debit total yang belum terpompakan keluar tambang. Kapasitas sump pada tahun 2017 dihitung
32
berdasarkan jumlah total debit air tebesar tiap bulannya yang masuk ke tambang. Dimensi sump dihitung berdasarkan selisih terbesar antara debit total air yang masuk kedalam tambang dengan debit pemompaan dalam variasi waktu 1-24 jam. Selanjutnya untuk mencari panjang tiap sisi sump digunakan rumus trapesium. 7. Menghitung dimensi saluran terbuka
Saluran tambang merupakan salah satu sarana pengaliran air, dalam kasus ini saluran tambang menghubungkan antara mulut outlet pipa menuju kolam pengendapan lumpur. Dalam merencanakan saluran tambang pada umumnya penampang saluran berbentuk trapesium karena lebih efisien dan lebih mudah dalam pembuatannya serta dapat menampung debit air yang begitu besar. Penentuan dimensi penampang saluran ini menggunakan rumus Manning.
dimana :
23 = Debit aliran pada saluran (m3/detik) 24 = Jari-jari hidrolik =
25 = Kemiringan dasar saluran (%) 23 = Keliling basah A
= Luas penampang
n = Koefisien manning (tabel 2.8)
8. Menghitung dimensi kolam pengendapan lumpur
Kolam pengendapan lumpur bertujuan untuk menampung air dari tambang yang mengandung material lumpur sebelum dialirkan menuju sungai. Hal ini dilakukan agar partikel-partikel halus yang terkandung didalam air mengalami pengendapan terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai. Penentuan dimensi kolam pengendapan lumpur berdasarkan debit air yang masuk kedalam KPL , spesifikasi alat untuk pengurasan, dan lahan yang tersedia.
a) Bentuk Kolam Pengendapan
Bentuk Kolam Pengendapan Lumpur yang ada di KPL Taman adalah. Dimana mempunyai empat zona penting yang dibentuk karena untuk proses pengendapan material padatan (solid paticle). Empat zona tersebut adalah sebagai berikut :
23 Zona masukan (inlet), tempat dimana air lumpur masuk ke dalam kolam pengendapan yang berasal dari sump dan saluran terbuka.
24 Zona pengendapan, tempat dimana partikel padatan (solid) akan mengendap.
25 Zona endapan lumpur, tempat dimana partikel padatan dalam cairan ( lumpur) mengalami pengendapan (terpisah dari cairan) dan terkumpul di dasar kolam pengendapan.
26 Zona keluaran (outlet), tempat keluarnya buangan cairan yang jernih. (Huisman L., 1977)
b) Ukuran Kolam Pengendapan
Luas kolam pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
23= Q total/v………..(3.10) Keterangan :
A= Luas kolam pengendapan (m2)
Q total = Debit air yang masuk kolam pengendapan (m3/detik)
v = Kecepatan pengendapan (m/detik)
Kecepatan pengendapan dapat dihitung dengan menggunakan rumus “Stokes” dan hukum “Newton”. Hukum “Stokes” berlaku bila padatanya kurang dari 40%, sedangkan bila persen padatan lebih dari 40% berlaku hukum “Newton” Hukum Stokes 23
g D 2
p a
………
18 ...…….(3.11) Keterangan :23 = kecepatan pengendapan partikel (m/detik) g= percepatan gravitasi (m/detik2)
p = berat jenis partikel padatan a = berat jenis air (kg/m3)
23 = kekentalan dinamik air (kg/mdetik) D= diameter partikel padatan (m)
34 Hukum Newton 23 4xgxD x
p a
0,5 3
xFgxa ………...….(3.12) Keterangan :23 = kecepatan pengendapan partikel (m/detik)
g= percepatan gravitasi (m/detik2)
p = berat jenis partikel padatan
a = berat jenis air (kg/m3 )
D = diameter partikel padatan (m)
Fg = nilai koefisien tahanan
Sedangkan untuk menentukan dimensi dari kolam pengendapan, seperti panjang, lebar dan ke dalaman ditentukan dengan melihat spesifikasi alat yang digunakan untuk merawat kolam pengendapan tersebut.
c) Perhitungan Prosentase Pengendapan
Perhitungan Prosentase pengendapan ini bertujuan untuk mengetahui apakah kolam pengendapan yang akan dibuat dapat berfungsi untuk mengendapkan partikel padatan yang terkandung dalam air limpasan tambang. Aliran air pada kolam pengendapan digambarkan seperti pada gambar 3.6.
Waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap dengan kecepatan (v m/s) sejauh (h) adalah:
tv = h/v (detik)...(3.13)
Keterangan:
tv = waktu pengendapan partikel (menit) 23 = kecepatan pengendapan partikel (m/detik)
h = Kedalaman Saluran (m) jika:
vh Qtotal ………... …(3.14)
A Keterangan :
Vh = kecepatan mendatar partikel (m/detik)
23 = Luas permukaan saluran (m2)
Waktu yang dibutuhkan partikel untuk keluar dari kolam pengendapan dengan kecepatan vh adalah :
th = P/vh (detik)………...….(3.15) Keterangan :
P = Panjang kolam pengendapan
Dalam proses pengendapan ini partikel mampu mengendap dengan baik jika tv tidak lebih besar dari th. Sebab, jika waktu yang diperlukan untuk mengendap lebih kecil dari waktu yang diperlukan untuk mengalir ke luar kolam atau dengan kata lain proses pengendapan lebih cepat dari aliran air maka proses pengendapan dapat terjadi.
Prosentase pengendapan, yaitu :
=
waktu yang dibutuhkan air keluar waktu pengendapan
x100%……..(3.17)Dari perumusan di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar ukuran partikel maka semakin cepat proses pengendapan serta semakin besar pula prosentase partikel yang berhasil diendapkan.
3.3.4. Analisis dan Pembahasan
Data yang diperoleh selanjutnya dilakukan analisis dari beberapa metode perhitungan terhadap seluruh sistem penirisan tambang sebagai evaluasi meliputi dimensi saluran terbuka, analisis jumlah pompa dan ukuran pipa, kolam
pengendapan lumpur, serta saluran terbuka. Jika ada ditemukannya permasalahan-permasalahan mengenai akibat ketidaktercapaian pemompaan maka permasalahan-permasalahan tersebut bisa ditentukan dan diambil langkah-langkah perbaikan.
3.3.5. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan didapatkan dari hasil analisis dan pembahasan. Kesimpulan dibuat menurut rumusan masalah yang ada dalam penelitian. Kesimpulan yang ada harus dalam ruang lingkup pembatasan masalah. Dari keseluruhan proses penelitian diatas, dibuat laporan akhir penelitian berupa skripsi yang disusun secara sistematis. Tahapan proses pembuatan skripsi dari metode penelitian diatas dapat dilihat pada gambar 3.2. dibawah ini :
