DAFTAR ISI
The Global Acid Rock Drainage Guide (GARD Guide) – Best Management Practices
for Acid Prevention
Rens Verburg and Terrence Chatwin ………
1
Pengaruh Pelapukan Batuan Terhadap Pembentukan Air Asam Tambang
Candra Nugraha dan Ginting J Kusuma ……….
6
Rancangan Pengelolaan Air Asam Tambang di Disposal Q03 Site Lati
Muhammad Sonny Abfertiawan, Firman Gunawan, Ria Irene Vince,
dan Rudy Sayoga Gautama ………..
13
Pemodelan Geokimia Batuan Penutup Area Binungan Blok 9 PT. Berau Coal
Andi Zulkarnaina dan Mauli Dedi Abdiyantob ………..
22
Surface Water Quality Improvement In Line with Success of Mine Land
Rehabilitation (Case Study of Sepapah Mine Closure)
Fatimah Koten, Delma Azrin and Djoko Widajatno ………
31
Upaya Penurunan Kadar Logam Berat Arsen (As) yang Berasal dari Air Rembesan
Waste Rock Tambang PT. Newmont Minahasa Raya Melalui Metode Fitoremediasi
Erny Poedjirahajoe ……….
39
Mitigasi Air Asam Batuan (AAB) dengan Metode Pencampuran Batu Gamping di
Timbunan Lower Wanagon, Tambang Terbuka Grasberg
G. Prasetyo dan O. Iriani ………..
47
Rancangan dan Pengujian Rawa Buatan Berbasis Bahan-bahan Insitu untuk
Pengelolaan Air Asam Tambang
Apong Sandrawati, Darmawan, Dyah Tj. Suryaningtyas,
dan Gunawan Djajakirana ……….
59
Acid Mine Drainage Treatment In Correlation with Mine Closure Costs Efficiency
Siti Khodijah dan Ir. Djoko Widajatno ………
65
Prediksi Kualitas Air pada Kolam Bekas Tambang Batubara di Jorong, Kalimantan
Selatan
Achmad Taufik Arief, Try Jayanti Sukma, dan Hartini Iskandar ……….
82
Manajemen Penanganan Air Asam Tambang yang terintegrasi “Studi Kasus
Lockpond 4 Liming Point Pit J, PT. Kaltim Prima Coal”
Bandung, 7-8 Februari 2012
1
The Global Acid Rock Drainage Guide (GARD Guide) – Best Management Practices for Acid Prevention
Rens Verburg1, Terrence Chatwin2
1
Golder Associates Inc., 18300 NE Union Hill Road, Redmond, WA 98052, USA, rverburg@golder.com 2
International Network for Acid Prevention, 2105 Oneida Street, Salt Lake City, UT 84109, USA, terrence.chatwin@inap.com.au
Abstract
The International Network for Acid Prevention (INAP), a consortium of mining companies dedicated to addressing the challenge of acid rock drainage (ARD) and metal leaching (ML), has consolidated relevant information and produced a Global ARD Guide (GARD Guide) that summarizes best management practices to prevent ARD and ML. The Guide assists industry to provide high levels of environmental protection, supports regulators with assessing mining practices, and enables the public to gain a higher degree of understanding of ARD/ML-related issues. This public-domain document, which is available online, provides a structured system to identify proven techniques for prevention and management of ARD/ML
Key words: INAP, acid rock drainage, AMD, ARD, metal leaching, ML, GARD Guide, management,
prevention
1. Introduction
Research on acid rock drainage (ARD) formation, associated metal leaching (ML), and methods to minimize their impact has been ongoing for more than 50 years. Progress has accelerated over the last 20 years as interest in the topic has grown. Hence, there is considerable scientific and technical information available on ARD/ML. For brevity, in the remainder of this paper, the terms ARD or ARD/ML are used to represent all discharges generated from sulfide oxidation, including neutral and saline drainage. (For those in Indonesia and the Asia Pacific region, ARD is typically referred to as Acid and Metalliferous Drainage (AMD). In the remainder of this paper, ARD will be used synonymously with AMD.)
Much of this work was performed through organizations such as the Mine Environment Neutral Drainage (MEND), the International Mine Water Association (IMWA), the Acid Drainage Technology Initiative (ADTI), the Australian Sustainable Mining Institute – Knowledge Transfer (SMIKT) (formerly known as the Australian Centre for Minerals Extension and Research - ACMER), the South African Water Research Commission (WRC), the Partnership for Acid Drainage Remediation in Europe (PADRE), and more recently the South American Network for Acid Prevention (SANAP), the Chinese Network for Acid Mine Drainage (CNAMD), and the Indonesian Network for Acid Drainage (INAD).
Many examples and case studies of ARD prediction and mitigation have been completed that strengthen the more fundamental scientific research. Knowledge gained from both positive and negative field results contributes greatly to current and future ARD management plans. Application of ongoing science and engineering research supports continual improvement in ARD management. However, this research is generally only available through disparate references and is not easily accessible.
2. The Global Acid Rock Drainage Guide
2 environmental protection, assists governments in the assessment and regulation of mining, and enables the public to better understand acid prevention plans and practices. The guide provides a structured system to identify proven techniques for characterization, prediction, monitoring, treatment, prevention and management of ARD. The web-based format was selected for ease of information dissemination and to allow for continual updates and improvement of the document.
The GARD Guide has been prepared as a road map through the process of evaluating, planning, designing, and managing ARD over the life cycle of mining. It provides a broad, but not highly detailed, understanding of ARD technologies and management. However, a comprehensive ARD Management Plan, which is considered the cornerstone of ARD prevention, can be developed using the concepts and guidance in the GARD Guide supplemented by more specific references and technical and site-specific knowledge. The GARD Guide also provides numerous references to identify more detailed information on ARD technologies and management options.
The following are specific objectives of the GARD Guide:
1. Describe issues associated with sulfide mineral oxidation 2. Expand best global ARD management practice
3. Promote a risk-based reduction and control of ARD at the source
4. Leverage the world’s ARD expertise by sharing with developing countries 5. Achieve ‘global best practice’ in future mining projects
The GARD Guide deals with the management of drainage produced from sulfide mineral oxidation. The document also addresses metal leaching caused by sulfide mineral oxidation. While focused on mining, the technology described is relevant to encounters and exposure of sulfide minerals due to other activities (e.g., rock cuts, excavations, tunnels). Some of the approaches in the GARD Guide are also relevant to issues arising from reactive non-sulfide minerals.
The ARD management approach promoted in the GARD guide proceeds from site characterization to preparation, and ultimately implementation of an ARD Management Plan, as depicted in Figure 1. The recommended methodology includes a loop for verification and calibration of predictions and assessments as part of evaluating the performance of the ARD Management Plan. This approach also provides the framework for the various technical chapters in the GARD Guide.
Bandung, 7-8 Februari 2012
3 Figure 1 Overall ARD management flowchart
The ARD Management Plan is based on technical understanding and knowledge, but isdefined within corporate policies, government regulations, and community expectations. The Plan is founded on site characterization and ARD prediction science and incorporates engineering measures aimed at ARD prevention and control.
Implementation of an ARD Management Plan requires the use of management systems and communication between stakeholders. The Plan’s performance is monitored through a range of mine operating and environmental metrics, including the evaluation of mine water quality. The overall performance of ARD management is evaluated against site-specific environmental requirements and the criteria established by corporate policies, government standards, and community expectations. Accordingly, the ARD management process is a continuous loop.
The level of assessment and planning for each phase of mining varies based on the information available, the extent of rock excavation, and the potential environmental impact. Site characterization, including ore and waste characterization and ARD/ML prediction, must begin at the start of mineral exploration.
4 communities’ acceptance of individual mining operations. Applying the concept of sustainable development, on the other hand, offers an opportunity to involve multiple stakeholders in ARD management, improve risk management, and optimize the economic and social benefits of a mining operation.
In practice, sustainable development requires an integrated, balanced, and responsible approach that accounts for short-term and long-term environmental, social, economic, and governance considerations. These considerations are used as guiding principles throughout the Guide.
3. GARD Guide Content
The GARD Guide currently has eleven chapters. The chapters are presented in an organized fashion, addressing all aspects related to ARD management while building on each other. The chapters are as follows:
11. ARD Management in the Future
Considerations related to sustainable development are woven throughout the guide. Technical elements are linked, leading to the development of the ARD Management Plan. Successful integration and implementation of ARD management within an overall mine development plan is the principal objective of the GARD Guide.
4. Path Forward
The path forward for ARD/ML prevention relies on and includes a number of participants. The primary drivers for the prevention of ARD/ML are the mining companies. They need to do the planning, make the commitments, and earn their social license to operate through demonstration of responsible mining and operational excellence. Next are other stakeholders such as government agencies, communities affected by mining, non-governmental organizations (NGOs), and the public at large. They, to a significant degree, are the beneficiaries of the mining industry’s good performance. In turn, these various stakeholders can enhance and expand this performance. As a consequence, the most important element of the path forward is all of you, the users of the GARD Guide.
You, the people of the mining industry and its stakeholders who use the GARD Guide, will ultimately determine its success - not only by effective application of its technical and management tools, but in how you articulate your commitment to the successful prevention and management of ARD/ML to your neighbors and the public. Your contributions to the GARD Guide itself will increase its value and raise best practices for ARD management around the world.
Bandung, 7-8 Februari 2012
5 5. Acknowledgements
The authors want to express their deep appreciation to Keith Ferguson (Sustainability Engineering, Vancouver, BC) for his tireless dedication to the development of the GARD Guide.
6. Reference
International Network for Acid Prevention (2009) Global Acid Rock Drainage Guide (GARD Guide).
6 Pengaruh Pelapukan Batuan Terhadap Pembentukan Air Asam Tambang
Candra Nugraha(1), Ginting J Kusuma(2)
(1) Environment Department – PT. Kaltim Prima Coal, Indonesia (2) Earth Resources Engineering Dept. – Kyushu University, Jepang
Abstrak
Partikel kecil sebagai hasil dari proses pelapukan batuan yang mengandung mineral sulphida mempunyai peran ganda dalam suatu sistem lapisan batuan di tempat penimbunan. Terbentuknya partikel yang lebih kecil dapat meningkatkan kecepatan oksidasi mineral sulphida, namun di sisi lain, partikel kecil mempunya peran penting dalam menurunkan tingkat permeabilitas lapisan.
Hasil kajian menunjukkan adanya peran penting dari kedua aspek tersebut dalam upaya pencegahan pembentukan air asam tambang (AAT) di timbunan, yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan pengelolaan batuan penutup (overburden) secara keseluruhan. Hal ini sangat penting mengingat kondisi iklim sebagian besar tambang di Indonesia yang memiliki curah hujan dan temperatur yang tinggi, yang merupakan faktor penting bagi terciptanya kondisi basah – kering, merupakan pemicu terjadinya pelapukan batuan.
1. Pendahuluan
Ada dua kategori proses pelapukan, yaitu secara fisik dan secara kimia, dan keduanya saling mendukung untuk memecah batuan dan mineral menjadi ukuran yang lebih kecil dan lebih stabil. Lebih lanjut, Nelson (2008) menyebutkan bahwa mineral dalam batuan bereaksi dengan lingkungan baru untuk menghasilkan mineral baru yang stabil dalam kondisi dekat permukaan, terutama karena perubahan kondisi suhu dan tekanan, dan adanya oksigen. Air dapat bertindak sebagai agen utama yang berperan dalam reaksi kimia pelapukan. Jenis-jenis reaksi kimia pelapukan adalah hidrolisis, pencucian, oksidasi, dehidrasi, dan pembubaran lengkap. Meningkatkannya luas permukaan reaktif batuan mengandung sulfida akan mempengaruhi proses kimia dari pembentukan air asam tambang (AAT). Proses pembentukan AAT akan cepat karena kondisi fisik batuan yang tergolong batuan lunak, yang berarti bahwa batu itu secara fisik mudah untuk pecah/lapuk sehingga meningkatkan total luas permukaan reaktif untuk reaksi kimia.
Bandung, 7-8 Februari 2012
7
2. Tinjauan tentang pelapukan batuan
Kondisi basah dan kering mendorong pelapukan batuan secara fisik, yang umumnya memicu pelapukan secara kimia, karena ukuran butiran yang lebih halus berarti meningkatkan total luas permukaan reaktif. Hal ini juga berlaku bagi batuan yang mengandung mineral sulphide, yang umumnya terdapat pada batuan penutup di tempat penimbunan, yang akan mempercepat laju oksidasi (Davis dan Ritchie, 1987; Devasahayam, 2006). Ditinjau dari faktor fisik, perubahan ukuran partikel akan mengurangi permeabilitas lapisan yang disebabkan oleh terisinya ruang antar-batu dengan partikel halus yang dihasilkan dari proses pelapukan. Penurunan permeabilitas juga akan mengontrol laju infiltrasi air dan difusi/adveksi oksigen ke dan di dalam tempat penimbunan batuan (INAP, 2003). Karena oksigen dan air sangat penting dalam proses oksidasi batuan mengandung sulphide, penurunan laju reaksi tersebut akan meminimalkan potensi pembentukan AAT. Secara konseptual, pengaruh ukuran butiran terhadap potensi pembentukan AAT adalah seperti ditunjukkan oleh Gambar 1.
Gambar 1. Pengaruh ukuran partikel pada kecepatan oksidasi (Bowell et al., 2006)
Studi lebih lanjut menunjukkan bahwa karakteristik geokimia, termasuk reaktifitas mineral sulphide, dan kecepatan pelapukan batuan secara fisik mempengaruhi kualitas air yang dihasilkan dalam proses pembentukan AAT (Nugraha et al, 2008). Studi ini dilakukan dengan menggunakan kolom berdiameter 50 mm dan tinggi 130 mm. Campuran seragam batuan mudstone NAF (MSN) dan PAF (MSP) (Tabel 1) digunakan dengan komposisi 50:50, dengan penyiraman 250 mL dan pemanasan 12 – 14 jam pada temperature 30-40 oC. Hasil analisa air untuk parameter pH, EC, Eh dan acidity menunjukkan adanya perbaikan kualitas air lindi. Lebih lanjut, hydraulic conductivity yang diukur secara langsung dengan falling head method menunjukkan adanya penurunan nilai. Pembentukan ukuran partikel yang lebih halus, karena kejadian pelapukan fisik, mempengaruhi peningkatan kadar air. Akibatnya, laju oksidasi mineral sulphide dapat dikendalikan oleh kadar air yang dapat menentukan tingkat difusi oksigen.
8
Layer 1 berubah menjadi kering, sedangkan Layer 2 berada di transisi antara kondisi kering dan basah, dan Layer 3 tetap pada kondisi jenuh (Gambar 2c). Proses pelapukan yang mirip dengan Penyiraman #1 terjadi pada Penyiraman #2 namun dengan intensitas pelapukan yang lebih tinggi dari karena lebih kecilnya ukuran partikel pada lapisan permukaan yang sebelumnya dibentuk oleh Penyiraman #1 dan Pengeringan #1. Selanjutnya, kondisi ini menciptakan tingkat pemadatan yang lebih tinggi, terutama pada Layer 1 dibandingkan dengan kejadian sebelumnya (Gambar 2d).
Tabel 1. Karakteristik geokimia contoh batuan
Contoh
Tabel 2. Hasil analisa kualitas air dari uji kolom
Bandung, 7-8 Februari 2012
9
(a) (b) (c) (d)
Gambar 2. Skema proses fisik pada kolom uji
Proses tersebut di atas berlanjut sampai Penyiraman #5 diterapkan, menghasilkan lebih tingginya proses pelapukan dan pemadatan material yang mempengaruhi tingkat kejenuhan dan permeabilitas. Interaksi antara faktor pelapukan batuan dan kejenuhan air mempengaruhi ketersediaan oksigen dalam kolom, mengakibatkan proses oksidasi terjadi dengan lambat dan berpengaruh terhadap kualitas air. Kondisi ini memiliki potensi untuk meningkatkan kinerja sistem penutup untuk mencegah pembentukan AAT di tempat penimbunan batuan.
Pada kondisi penimbunan berlapis dimana PAF ditimbun dibawah NAF, hasil studi menunjukkan adanya perbedaan warna material pada kolom sebagai hasil dari proses oksidasi. Hal ini menjelaskan proses reaksi didalam kolom dimana pada lapisan atas (NAF) tidak terjadi proses oksidasi meskipun terpapar oleh air dan oksigen. Hal ini berbeda dengan bagian tengah dan bawah kolom. Berdasarkan perbedaan warna ini, dinyatakan bahwa konsumsi oksigen terjadi pada bagian atas lapisan PAF, yaitu ditengah kolom, sampai batas lapisan jenuh air dibawahnya. Pada lapisan jenuh air, oksidasi tidak terjadi karena keterbatasan/ketidakadaan oksigen (Nugraha, 2009b).
Gambar 3. Kondisi kolom dengan metode lapisan batuan dengan
10
Gambar 4. Skema proses geokimia pada metode lapisan batuan
3. Penerapan dan kajian lapangan – Kasus di PT. Kaltim Prima Coal
Kestabilan timbunan secara keseluruhan merupakan salah satu prasyarat penting yang harus dipastikan terbentuk di tempat penimbunan batuan. Gagalnya kestabilan akan mengakibatkan terbukanya lapisan penutup batuan PAF yang selanjutnya akan mendorong terbentuknya AAT. Secara lebih detail, kestabilan lereng timbunan yang rentan untuk terjadinya erosi akibat proses pelapukan batuan juga harus menjadi perhatian.
PT. Kaltim Prima Coal telah sejak tahun 1999 menciptakan desain tempat penimbunan yang memperhatikan kedua aspek penting dalam kegiatan rehabilitasi lahan, yaitu kestabilan geoteknik dan geokimia. Desain penimbunan mensyaratkan batuan PAF ditempatkan dilapisan terbawah timbunan yang dibentuk secara berjenjang dengan memperhatikan tingkat kemiringan lereng timbunan, baik secara individu maupun keseluruhan (Gambar 5). Penempatan batuan PAF ini dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kontak dengan udara dan air.
Untuk mengetahui lebih lanjut peran pelapukan batuan, kondisi fisik dan geokimia batuan, Kusuma et al (2011) melakukan studi di penimbunan in pit Bendili yang berumur lebih dari 5 tahun, dan merupakan timbunan yang belum selesai sehingga jenis batuan timbunan adalah PAF. Pembongkaran timbunan dilakukan karena lokasi akan ditambang kembali.
Bandung, 7-8 Februari 2012
11
Secara visual, struktur dalam dari timbunan sangat dipengaruhi oleh teknik penimbunan yang saat ini dipraktekkan oleh KPC, yaitu penimbunan berjenjang dari bawah ke atas. Lapisan padat sedalam 0.3 – 1 meter ditemukan di setiap tingkat timbunan setinggi 10 meter, menunjukkan bahwa pemadatan yang terjadi oleh lalu lintas alat berat juga membantu proses pelapukan batuan, selain oleh faktor basah – kering yang terjadi akibat kondisi hujan dan panas.
Sebanyak 9 sampel diambil dari 3 tingkat timbunan (masing-masing 3 sampel) untuk pengujian geokimia (Tabel 3). Hasil pengujian menunjukkan batuan masih memiliki potensi asam yang tinggi. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, kondisi ini sangat dipengaruhi oleh terhentinya proses oksidasi mineral sulphida akibat kurangnya ketersediaan oksigen, sebagai akibat langsung dari kondisi fisik lapisan batuan yang dipengaruhi oleh proses pelapukan batuan.
Table 3. Hasil pengujian geokimia
Contoh Paste pH
Paste EC*)
Total
Sulfur**) MPA ***)
ANC***) NAPP***) NAG pH
NAG***)
pH=4.5 pH=7.0
#1 6.06 0.99 0.380 11.6 6.61 5.0 3.98 3.92 9.8
#2 4.44 1.07 1.175 36.0 0 36.0 3.01 5.68 14.11
#3 6.47 0.71 0.223 6.8 11.03 -4.2 7.02 0 0
#4 6.29 0.58 0.423 12.9 1.47 11.5 3.86 1.37 1.76
#5 2.50 3.20 3.334 102.0 0 102.0 2.04 60.76 68.4
#6 5.46 1.03 1.108 33.9 0.74 33.2 2.95 7.45 10.19
#7 6.93 0.49 0.271 8.3 26.95 -18.7 6.48 0 0.39
#8 2.36 3.40 3.879 118.7 0 118.7 2.13 76.44 92.51
#9 2.27 4.70 3.972 121.5 0 121.5 2.15 59.39 71.34
Note : *) : in mS/cm ; **) : % (w/w) ; ***) : in kg H2SO4/ton rock;
12
4. Kesimpulan
Pelapukan batuan, yang menciptakan partikel dengan ukuran lebih kecil, merupakan aspek penting yang berpengaruh pada proses oksidasi mineral sulphida yang terkandung pada batuan tersebut. Namun secara sistem keseluruhan, pelapukan batuan juga mempengaruhi kondisi fisik lapisan batuan dimana terjadi penurunan permeabilitas akibat terisinya ruang antar batuan dengan partikel lebih kecil tersebut. Kedua aspek tersebut selanjutnya mempengaruhi proses pembentukan air asam tambang (AAT) secara keseluruhan.
Dalam pembentukan tempat penimbunan batuan penutup, penempatan batuan PAF serta bentuk fisik timbunan harus menjadi perhatian untuk memastikan tidak terjadinya kegagalan dalam upaya pencegahan pembentukan AAT.
Referensi
Bowell, R. J., Sapsford, D. J., Dey, M., Williams, K. P. 2006. Protocols affecting the reactivity of mine waste during laboratory-based kinetic tests. Proceeding of 7th International Conference on Acid Rock Drainage, St Louis, MA
Davis, G.B., Ritchie, A.I.M. 1987. A model of oxidation in pyrite mine waste: part 3: import of particle size distribution, Appl Math Model. 11, pp. 417–422.
Devasahayam, S. 2006. Application of particle size distribution analysis in evaluating the weathering in coal mine rejects and tailings, Fuel Process Technol. 88, pp. 295–301. International Network for Acid Prevention (INAP). 2003. Evaluation of the long-term
performance of dry cover systems–final report No. 684–02, Prepared by O’Kane Consultant Inc.
Kusuma, G. J., Shimada, H., Sasaoka, T., Matsui, K., Nugraha, C., Gautama, R. S., Sulistianto, B., Hiroto, K., 2011. Physical and geochemical characterization of coal waste rock dump related to acid mine drainage generation potential. Proc. of 20th Intl Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, Kazakhstan.
Nelson, S. A. 2008. Weathering & Clay Minerals. Tulane University. http://www.tulane.edu. Retrived on 14/04/2009.
Nugraha, C., Shimada, H., Sasaoka, T., Ichinose, I., Matsui, K., Manege, I. 2008. Lithology-based rock weathering behavior in acid mine drainage generation, Proc. of Intl Symposium on Earth Science and Technology 2008, Fukuoka, Japan, pp. 381 – 388. Nugraha, C., Shimada, H., Sasaoka, T., Ichinose, I., Matsui, K., Manege, I. 2009(a).
Geochemistry of waste rock at dumping area, Intl Journal of Mining, Reclamation, and Environment. Vol. 23 No. 2 pp. 132 – 143.
Bandung, 7-8 Februari 2012
13
RANCANGAN PENGELOLAAN AIR ASAM TAMBANG
DI AREA TIMBUNAN Q03 SITE LATI
Muhammad Sonny Abfertiawan (1), Firman Gunawan(2) , Ria Irene Vince (1), dan Rudy Sayoga Gautama (1), (1) Program Studi Teknik Pertambangan, Institut Teknologi Bandung
(2)AMD Superintendent, PT. Berau Coal
Abstrak
Disposal Q03 merupakan area penimbunan overburden Pit East yang berada di sub-catchment A9 Sungai Ukud. Simulasi melalui pendekatan catchment area menunjukan bahwa sub-catchment A9 memiliki beban keasaman yang tinggi. Perancangan sistem penyaliran di Disposal Q03 bertujuan untuk melakukan pengelolaan aliran air permukaan atau limpasan sehingga aliran air dapat terkontrol dengan baik. Hal ini dapat mengurangi dampak erosi yang dapat menggerus material disposal yang dapat menyebabkan interaksi material sulfida, air dan oksigen. Sistem penyaliran akan diintegrasikan dengan sistem pengolahan air asam tambang yakni menggunakan limestone channel. Disain sistem penyaliran terintegrasi ini dapat mengurangi dampak timbulnya air asam tambang di area disposal. Upaya pengelolaan AAT di Disposal Q3 merupakan bagian dari upaya pengembangan pengelolaan AAT melalui pendekatan catchment area. Pendekatan catchment area dapat memperlihatkan pengaruh setiap sub-catchment area terhadap aliran sungai. Pendekatan ini diharapkan dapat diintegrasikan kedalam proses perencanaan penambangan. Karakteristik catchment area merupakan pertimbangan yang penting dalam perencanaan penambangan terutama dalam penentuan lokasi dan disain penimbunan batuan penutup.
Kata kunci: aat, timbunan, sistem penyaliran
1. Pendahuluan
Pemanfaatan batubara sebagai sumber kebutuhan energi nasional Indonesia akan semakin meningkat hingga 30% dari total persentase sumber energi di tahun 2025 (Dewan Energi Nasional, 2006). Laju produksi batubara nasional mencapai 310 juta pada tahun 2010 dan diprediksi akan meningkat menjadi 340 juta ton pada tahun 2011.
Permasalahan air asam tambang merupakan isu utama yang sering muncul dari kegiatan pertambangan. Pemerintah dalam regulasi yang telah dikeluarkan yakni Undang-undang Nomor 4 Tahun 2009 memberikan kewajiban kepada pemilik Izin Usaha Pertambangan (IUP) dan Izin Usaha Pertambangan Khusus (IUPK) untuk menerapkan kaidah teknik penambangan yang baik serta mematuhi batas toleransi daya dukung lingkungan (Pasal 95, a dan e). Permasalahan air asam tambang masih terjadi di banyak pertambangan batubara, sebagai contoh nilai pH air yang rendah di kolam bekas pit penambangan (Coal Pit Lake) di Kalimantan Selatan (Rahmawati & Gautama, 2010; Saputri & Gautama, 2010) dan nilai pH yang rendah di Sungai Ukud yang terkontaminasi oleh air asam tambang di Site Lati, Kalimantan Timur (Abfertiawan, 2010).
14
keterbatasan material tersebut. Secara umum persentase volume litologi NAF yang menyusun Site Lati adalah 30% dan persentase volume overburden litologi PAF adalah 70% dari total overburden.
Gambar 1 Konsep Dasar Pendekatan Catchment Area
2. Konsep Pendekatan Catchment Area
Pertambangan batubara permukaan (surface coal mining) secara umum meliputi kegiatan penggalian dan penimbunan batuan penutup (overburden) baik out pit dump maupun in pit dump. Pit penambangan merupakan daerah yang tidak dapat dihindari dari potensi pembentukan AAT yang berasal batuan pada dinding pit. Sehingga upaya yang dapat dilakukan hanyalah dengan melakukan pengolahan. Air yang masuk kedalam pit penambangan dikumpulkan dalam kolam di lantai tambang (pit sump). Air tersebut lalu dipompakan keluar dari pit untuk dilakukan proses pengolahan. Selain dari pit penambangan, area disposal batuan penutup juga berpotensi untuk membentuk AAT terutama disposal yang belum final. Disposal yang telah final juga berpotensi dapat membentuk air asam tambang jika proses pengelolaan batuan penutup yakni pemisahan material PAF dan NAF tidak dilakukan.
Bandung, 7-8 Februari 2012
15
disimulasikan dan langkah-langkah yang tepat dan biaya yang efektif untuk mengendalikan AAT dapat dilakukan. Lihat Gambar 1.
3. Pengelolaan AAT di Sub-catchment A9 – Disposal Q03
Disposal Q03 terletak di salah satu bagian dari sub-catchment Sungai Ukud yakni sub-catchmnet A9 (Gambar 2) dengan luas area 188,79 Ha yang merupakan area penimbunan dari penambangan Pit East. Luas area terganggu mencapai 90% luas total atau 169,94 Ha. Daerah tangkapan ini memberikan kontribusi yang besar terhadap pembentukan air asam tambang dengan debit aliran limpasan yang besar masuk ke dalam badan air Sungai Ukud.
Gambar 2. Catchment Sungai Ukud dan Titik Pengambilan Sampel
Geokimia Batuan
Pengambilan sampel batuan dilakukan untuk mengetahui distribusi karakteristik batuan melalui uji statik. Terdapay 27 titikm sampel yang tersebar di area timbunan serta badan Sungai Ukud. Hasil uji statik sampel bagian atas pada daerah timbunan menunjukan 11 sampel dikategorikan sebagai PAF, 1 sampel merupakan material NAF, 2 sampel dikategorikan uncertain dengan kecenderungan PAF, dan 1 sampel lainnya dikategorikan uncertain dengan kecenderungan NAF. Sedangkan dari hasil uji statik pada 4 sampel bagian bawah yang dipilih disimpulkan bahwa 2 sampel merupakan material PAF, 1 sampel merupakan material NAF, dan 1 sampel lainnya uncertain dengan kecenderungan NAF. Karakteristik geokimia dari hasil uji statik pada sampel bagian atas dan bagian bawah pada titik pengambilan sampel yang sama tidak selalu menghasilkan hasil yang sama. Oleh sebab itu, dapat disimpulkan bahwa persebaran material pada area timbunan maupun badan sungai yang berada pada subcatcment A9 ini tersebar secara tidak merata dan sebagian besar lapisan tanah penutupnya merupakan material PAF yang berpotensi menghasilkan air asam.
A1
A2
A4
A10 A9
A5
A8 A6
16
Area timbunan Q3 dibagi menjadi 13 segmen berdasarkan analisis subcatchment, topografi, serta arah aliran air limpasan. Kemiringan area timbunan Q3 dianalisis berdasarkan pembagian masing-masing segmen yang telah ditentukan. Kemiringan total rata-rata timbunan adalah sekitar 18%. Kondisi kemiringan pada seluruh segmen tidak sama, beberapa segmen kemiringan timbunan di bawah 10%, namun pada beberapa segmen lainya kemiringan total timbunan di atas 30%. Kemiringan total timbunan seharusnya tidak lebih dari 15% untuk mencegah terjadinya longsor atau pun erosi yang dapat menggerus lapisan tanah untuk reklamasi maupun enkapsulasi.
4. Dasar Perencanaan Sistem Penyaliran Terintegrasi
Penampang saluran yang akan dirancang adalah berbentuk trapesium dengan asumsi bahwa penampang dengan bentuk ini memiliki luas penampang basah yang realif lebih besar serta pembuatan yang relatif lebih sederhana dibanding bentuk saluran lainnya. Material yang menjadi pembentuk saluran adalah material setempat sehingga tidak memerlukan banyak material tambahan. Harga koefisien manning untuk material saluran diasumsikan sebesar 0.025. Saluran dirancang memiliki freeboard sebesar 0.15 m. Ukuran ini diharapkan dapat menanggulangi kemungkinan terjadinya debit limpasan yang melebihi debit rencana yang telah dihitung. Grade saluran didisain sebesar 1%-3%, namun akan disesuaikan berdasarkan elevasi pada tinjauan peta topografi serta kecepatan maksimum yang diperbolehkan untuk meminimalisasi terjadinya erosi. Nilai debit rencana dihitung dengan menggunakan metode rasional berdasarkan intensitas hujan harian rencana sebesar 105,97 mm.
Persamaan yang digunakan dalam perencanaan dimensi saluran sistem penyaliran yakni :
Q =
R
S
A
Dimana : Q = Debit Limpasan Rencana ; R = Jari-jari Hidraulik ; R= Jari-jari Hidraulik ; B = Lebar Saluran Dasar ; A = Luas Penampang ; h = Tinggi Saluran Basah ; fb = Free Board ; H = Tinggi
Saluran ; L = Lebar Saluran P = Keliling Basah Saluran
5. Perencanaan Sistem Penyaliran Terintegrasi
Bandung, 7-8 Februari 2012
17
Gambar 3. Pembagian Segmen dan Pola Aliran di Disposal Q03
Tabel 1. Pembagian Segmen Pada Area Penelitian
Areal Luas
(m2) Ha
UP-A1 34.946,2208 3,49
UP-A2 41.517,0644 4,15
UP-B 21.847,3569 2,18
MD-A 3.926,6333 0,39
MD-B1 7.733,1321 0,77
MD-B2 33.451,5684 3,35
BT-A 9.994,2368 1,00
BT-B1 16.709,1839 1,67
BT-B2 12.660,0216 1,27
SD-A 55.366,8645 5,54
SD-B 121.032,6677 12,10
SD-C 102.805,0821 10,28
Kaki Disposal 48.798,8897 4,88
18
Gambar 4. Arah Aliran Air pada Timbunan
Tabel 2. Rekapitulasi Perhitungan Seluruh Dimensi Saluran Terbuka
Area Q R B A h fb H L P V
Hasil kajian menghasilkan disain lima saluran terbuka yakni saluran 1 (panjang 800 m, lebar 0,61 m, tinggi 0,46 m), saluran 2 (panjang 580 m, lebar 0,61 m, tinggi, 0,46 m), saluran 3 (panjang 700 m, lebar 0,96 m, tinggi, 0,72 m), saluran 4 (panjang 580 m, lebar 1,65 m, tinggi, 1,24 m), saluran 5
Bandung, 7-8 Februari 2012
19
(panjang 580 m, lebar 0,96 m, tinggi 0,72 m). Selain itu direncanakan terdapat dua buah drop structure dengan dimensi: drop structure 1 (panjang 120 m, lebar 0,78 m, tinggi 0,59 m) drop
structure 2 (panjang 180 m, lebar 1,30 m, tinggi, 0,98m). m3. Hasil perhitungan lengkap dapat
dilihat pada Tabel 2.
Gambar 5. Rancangan Sistem Penyaliran
Dibutuhkan dua lokasi untuk pembuatan culvert. Pada inlet culvert 2 akan dibuat kolam penampung
yang mampu menampung air dengan volume 5.667 m3 sedangkan pada outlet culvert 2 akan dibuat
kolam penampung yang mampu menampung air dengan volume 9.076,88. Rancangan sistem penyaliran dapat dilihat pada Gambar 5.
Sistem Limestone Channel pada Saluran
Limestone channel akan dibuat pada lokasi setelah outlet culvert 2. Perancangan konseptual sistem limestone channel dilakukan berdasarkan hasil kajian simulasi reaksi geokimia. Limestone channel
didisain dengan mengasumsikan penggunaan kapur CaCO3 (persen calcite 50%), asumsi waktu
tinggal (td) sebesar 1 jam, debit aliran 2,65 m3/detik, dan kemiringan saluran 2%. Hasil kajian
20
6. Diskusi
Sungai Ukud merupakan aliran sungai di Site Lati yang terkontaminasi oleh AAT yang berasal dari pit penambangan aktif dan daerah disposal overburden. Hal ini mendorong untuk dilakukannya upaya-upaya perbaikan peningkatan kualitas aliran Sungai Ukud. Pengelolaan AAT melalui pendekatan catchment area adalah upaya yang saat ini sedang dikembangkan. Dalam metode pendekatan ini, berbagai alternatif simulasi telah dilakukan untuk melihat perilaku peningkatan kualitas aliran Sungai Ukud dengan tujuan untuk menentukan langka-langkah mitigasi yang tepat, efektif dan efisien.
Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa sub-catchment A9 adalah salah satu sub-catchment yang memiliki beban keasaman tertinggi dibandingkan catchment lainnya. Oleh karena itu, sub-catchment A9 menjadi prioritas dalam penanganan AAT di Sungai Ukud.
Disposal Q03 merupakan bagian dari sub-catchment A9. Sistem penyaliran yang terintegrasi dengan sistem pengolahan pasif dilakukan untuk mengurangi beban keasaman sebelum masuk ke badan Sungai Ukud. Prinsip perancangan sistem penyaliran yakni melakukan pengelolaan aliran air untuk mengurangi erosi dan kontak terhadap material sulfida serta melakukan pengolahan AAT di hilir rancangan penyaliran.
7. Kesimpulan
Dispoal Q03 yang menjadi bagian dari sub-catchment A9 menjadi prioritas untuk ditangani karena memiliki beban keasaman yang tinggi. Perancangan sistem penyaliran terintegrasi diharapkan dapat meminimalkan dampak erosi, kontakterhadap material sulfida, mengolah dan meningkatkan kualitas aliran air sebelum masuk ke Sunga Ukud.
Pengelolaan sub-catchment A9 melalui Disposal Q03 merupakan bagian dari pengembangan metode pengelolaan air asam tambang melalui pendekatan catchment area. Pendekatan ini juga diharapkan dapat diintegrasikan pada saat perencanaan penambangan. Karakteristik catchment area menjadi pertimbangan yang penting dalam penentuan disain penambangan terutama dalam penentuan area penimbunan untuk mengurangi resiko pembentukan AAT.
8. Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kepada PT. Berau Coal atas dukungan penuh dalam melaksanakan penelitian ini.
9. Referensi
Abfertiawan M.S., Acid Mine Drainage Management Using Catchment Area Approach, Thesis, June 2010, Bandung (in Bahasa Indonesia)
Kurniawan, Anang. 2011. Tugas Akhir. Analisis Peningkatan Kualitas Air Limpasan Pada Disposal Dengan Menggunakan PHREEQC Geochemical Modelling. Bandung, Indonesia: Program Studi Teknik Pertambangan ITB.
Bandung, 7-8 Februari 2012
21
Rahmawati, A.F. & Gautama, R.S., Back Analysis of Water Quality Forming in Pit Lakes of Coal Mine in Indonesia, Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology, December 7-8, 2010, Kyushu University, Fukuoka, Japan, pp. 241-246
Saputri, E.K.E. & Gautama, R.S., Prediction of Water Chemistry in Pit Lakes of Coal Mining, Indonesia, Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology, December 7-8, 2010, Kyushu University, Fukuoka, Japan, pp. 235-240
22
PEMODELAN GEOKIMIA BATUAN PENUTUP AREA BINUNGAN
BLOK 9 PT.BERAU COAL
Andi Zulkarnaina dan Mauli Dedi Abdiyantob
a
Geology Evaluator Superintendent, PT Berau Coal; b Geology Evaluator, PT Berau Coal
Abstrak
Air Asam Tambang (AAT) aalah istilah umum yang digunakan untuk menerangkan lindian (leachate), rembesan (seapage) atau aliran (drainage) yang telah dipengaruhi oleh oksidasi alamiah mineral sulfida yang terkandung dalam batuan yang terpapar (exposed) selama penambangan. Hal tersebut sangat penting mengingat dampak buruk yang ditimbulkan dari masalah tersebut apabila tidak ditangani secara baik. Masalah tersebut antara lain adalah kualitas kerja air tambang, biota air, kualitas air tanah, kualitas tanah, dan reklamasi. Hasil akhir yang diharapkan dari pembuatan Pemodelan Geokimia Area Binungan Blok 9 adalah Sebaran batuan NAF dan PAF Binungan Blok 9, Stratigrafi Umum batuan NAF dan PAF Binungan Blok 9, Volume batuan NAF dengan PAF Binungan Blok 9. Hal tersebut sebagai salah satu upaya untuk pencegahan masalah AAT secara aktif. Sampel diperoleh dari pemboran full . Dari bor full coring tersebut diperoleh jumlah sampel untuk analisa geokimia batuan, yang diambil setiap 1 meter selain batubara, shallycoal dan coalyshale. Jumlah sampel tersebut digunakan untuk membuat database ataupun menentukan karakteristik batuan yaitu NAF maupun PAF. Kemudian dari setiap penamaan karakteristik tersebut dikorelasikan antar bor full coring tersebut, serta mengacu pada model geologi batubara yang ada. Pemodelan geokimia batuan menggunakan software Minscape untuk korelasi, pembuatan sebaran lateral maupun vertical sampai perhitungan volume NAF dan PAF. Binungan Blok 9 dengan luasan area 4532.59 hektar memiliki17 lapisan NAF. Volume NAF Binungan Blok 9 total 1.167.117.221,03 Bcm yaitu 16.62 % dari OB total. Sedangkan untuk lapisan PAF memiliki volume 5.854.440.979,50 Bcm atau sekitar 83.38% dari total OB.
1. Pendahuluan
Bandung, 7-8 Februari 2012
23
dibuat model geokimia batuan sebagai pedoman pada saat proses penambangan.
Hasil akhir yang diharapkan dari pembuatan Pemodelan Geokimia Area Binungan Blok 9 adalah Sebaran batuan NAF dan PAF Binungan Blok 9, Stratigrafi Umum batuan NAF dan PAF Binungan Blok 9, Volume batuan NAF dengan PAF Binungan Blok 9. Area Binungan Blok 9 merupakan area eksplorasi daerah Kelay yang berada di bagian utara Binungan blok 8. Area pemodelan Binungan Blok 9 memiliki luas kurang lebih 4532.59 hektar.
Gambar 1. Peta Area Eksplorasi Binungan Blok 9
2. Data yang dipergunakan
24
3. Metode Pengambilan Sempel
Sampel diperoleh dari pemboran full coring sebanyak 19 titik. Dari bor full coring tersebut diperoleh jumlah sampel untuk analisa geokimia batuan adalah 487 sampel batuan, yang diambil setiap 1 meter selain batubara, shallycoal dan coalyshale. Jumlah sampel tersebut digunakan untuk membuat database ataupun menentukan karakteristik batuan yaitu NAF maupun PAF. Kemudian dari setiap penamaan karakteristik tersebut dikorelasikan antar bor full coring tersebut, serta mengacu pada model geologi batubara yang ada.
Pengambilan interval dan panjang NAG test core sample disesuaikan dari kebutuhan data (dilakukan setiap perubahan litologi). Setelah terangkat dari lubang bor dan keluar dari core barrel, segera lakukan diskripsi dengan cepat pada sampel core yang dituju (pada interval core sample) sehingga sample tidak terlalu lama terkontaminasi oleh udara, segera setelah deskripsi kemudian dimasukan kedalam katong sampel dan ditulis kode sempel. Mendeskripsi core sample tiap meter dan tiap perubahan litologi kemudian menuliskannya di dalam log bor. Sampling NAG test dilakukan setelah sampling batubara dan sampling geoteknik dilakukan. Berikut contoh interval pengambilan sampling NAG:
Bandung, 7-8 Februari 2012
25
Gambar 4. Proses pengambilan sampel full coring di lokasi eksplorasi
4. Metode Pemodelan Geokimia Batuan
Pembuatan model NAF dilakukan dengan cara mengkorelasikan hasil analisa geokimia batuan antara titik bor. Parameter yang digunakan untuk korelasi batuan NAF adalah dengan metode continuous. Korelasi lapisan batuan NAF dengan metode continuous dilakukan dengan asumsi kesamaan dan kemenerusan litologi/interburden antar lapisan batubara. Batasan nilai pH untuk NAF adalah > 4.5 sedangkan untuk PAF < 4.5. Berdasarkan data analisa PAF dan NAF yang dihasilkan tidak dijumpai adanya perbedaan litologi yang khas antara batuan dengan kandungan PAF ataupun NAF bisa terdapat pada litologi sandstone maupun mudstone. Ketebalan batuan NAF di Binungan Blok 9 secara umum bervariasi, antara 1 m sampai 72 m, dengan nilai NAG pH rata-rata adalah 6.26, sedangkan lapisan batuan Binungan Blok 9 baik batuan dengan karakteristik NAF maupun PAF memiliki kandungan H2SO4 dominan rata-rata 2.37 Kg/Tonne
4.1 Sebaran Batuan NAF
Sebaran batuan NAF untuk area Binungan Blok 9 dibagi menjadi 2 yaitu sebaran batuan NAF secara vertikal, adalah sebaran lapisan batubara maupun lapisan NAF yang menunjukan lapisan tertua sampai lapisan termuda pada area pemodelan, dengan pembuatan penampang yang tegak lurus dengan jurus lapisan batuannya. Sedangkan sebaran batuan NAF secara horizontal, adalah sebaran lapisan batubara maupun batuan NAF secara luasan dengan pembuatan cropline/singkapan batuan NAF tersebut, sehingga dapat terlihat pelamparannya.
4.1.1 Sebaran Lateral Batuan NAF
Secara lateral penyebaran batuan NAF mengikuti kesejajaran cropline seam batubara Penyebaran batuan NAF dapat dimodelkan dengan menggunakan data litologi hasil pemboran full coring geoteknik maupun bor NAG. Penyebaran cropline batuan NAF yang ada tetap mengikuti pola stratigrafi batubara dan struktur geologi area Binungan Blok 9 dimana lapisan NAF_B1 adalah
NAF tertua yaitu terletak di bagian barat daerah telitian. Lapisan ini disusun dominan batupasir
dengan ketebalan rata-rata 14.95 m dan nilai pH 6.89. Sedangkan lapisan NAF tertua adalah
26
Pada peta cropline batuan NAF Binungan Blok 9 terlihat memiliki jarak yang relative sama, hal ini menunjukan bahwa kedudukan lapaisan batuan di daerah tersebut memiliki kemiringan yang seragam (Gambar. 5), berbeda dengan Binungan blok 8 yang berada di sebelah timur area Binungan blok 9 yang memiliki kemiringan lapisan yang jauh berbeda antara sisi barat dengan sisi timur.
Bandung, 7-8 Februari 2012
27
4.1.2 Sebaran Vertikal Batuan NAF
Sebaran vertikal litologi NAG dapat dilihat dengan pembuatan penampang yang searah/sejajar dengan kemiringan batuan atau tegak lurus jurus lapisan batuan, dimaksudkan agar diperoleh variasi litologi dari yang tertua sampai yang termuda (gambar.6). Gambar penampang di bawah paligon dengan fill jaring-jaring adalah lapisan NAF sedangkan polygon dengan fill solid adalah lapisan batubara, sedangkan sisanya adalah lapisan PAF
Gambar 6. Penampang batuan NAF serta batubara, Binungan Blok 9.
Jika di buat dalam table NAF Binungan Blok 9 adalah seperti di bawah (table.1) yang berisi jenis lapisan NAF, ketebalan rata-rata, jenis lithologi, nilai rata-rata pH, dan kemenerusan berdasarkan pemodelan menggunakan software.
Tabel 1. Tabel karakteristik lapisan NAF Binungan Blok 9
NAF_K1 10.44 Mudsto ne 5.31 Cont inuous
NF_K_1A 40.31 Mudsto ne 6.81 Cont inuous
NF_K_2A 3.50 Sandst one 6.50 Cont inuous
NF_K_3A 5.99 M udst one 6.63 Pinch
NAF_J2 9.02 M udst one 5.22 Cont inuous
NAF_J1 9.07 M udst one 5.17 Cont inuous
NAF_I1A 24.29 Sandst one 5.87 Cont inuous
NF_I1 3.06 M udst one 6.80 Cont inuous
NAF_H1 5.05 M udst one 5.27 Cont inuous
NAF_G3 5.00 M udst one 5.04 Cont inuous
NAF_G2 5.00 Sandst one 4.69 Cont inuous
NAF_G1 0.88 M udst one 5.52 Cont inuous
NAF_E1 37.56 Sandst one 7.84 Cont inuous
NAF_D1 7.00 Mudsto ne 6.60 Cont inuous
NF_C1A 7.73 Sandst one 6.79 Cont inuous
NAF_C1 2.43 Sandst one 6.38 Cont inuous
NAF_B1 14.95 Sandst one 6.89 Cont inuous
Continuity
NAF THICKNESS
28
4.1.3 Batuan PAF
Batuan PAF yang dimaksud disini adalah batuan selain batubara dan batuan NAF yang juga merupakan overburden ataupun interburden lapisan batubara. Batuan PAF tidak di modelkan seperti batuan NAF, karena batuan PAF merupakan batuan yang dihindari dalam dkegiatan setelah penambangan sehingga pada prinsipnya batuan PAF harus berada di dalam agar tidak terkontaminasi dengan oksigen secara langsung, salah satunya dengan menutup dengan material NAF tersebut.
Batuan PAF Binungan 9 berada di antara batuan NAF dan batubara sehingga memiliki penyebaran lateral yang relative sama dengan batuan NAF maupun lapisan batubara Binungan 9. Batuan PAF Binungan 9 umumnya memiliki lapisan yang menerus. Sedangkan secara vertical batuan PAF memiliki ketebalan yang bervariasi didapat dari hasil analisa yaitu sama dengan penentuan NAF dengan melihat nilai PH batuan tersebut. Penamaan batuan PAF sama dengan penamaan batuan NAF berdasarkan nama lapisan batubara di bawahnya. Berikut table yang menunjukan ketebalan, lithologi maupun nilai PH dari batuan PAF Binungan 9.
Tabel 2. Tabel karakteristik lapisan PAF Binungan Blok 9
4.2 Stratigrafi Umum Batuan NAG
Stratigrafi umum NAG Binungan Blok 9 tersusun dari 17 lapisan NAF. Lapisan ini merupakan interburden dari lapisan batubara lokasi Binungan Blok 9 antara lapisan batubara tertua yaitu seam A_2 sampai batubara termuda yaitu seam L2. Pada model geokimia lapisan selain batubara dan NAF dianggap sebagi lapisan PAF. Ketebalan batuan NAF di Binungan Blok 9 secara umum bervariasi, antara 1 m sampai 72 m, dengan nilai NAG pH rata-rata adalah 6.26.
PAF_K1 2.24 M udst one NA Cont inuous
PF_K_1A 2.42 Sandst one NA Cont inuous
PF_K_2A 13.28 M udst one 3.75 Cont inuous
PF_K_3A 1.52 Sandst one 3.77 Cont inuous
PAF_J2 14.51 M udst one 3.66 Cont inuous
PAF_J1 26.58 M udst one 3.94 Cont inuous
PAF_I1A 63.46 M udst one 3.43 Cont inuous
PF_I1 5.4 M udst one NA Cont inuous
PAF_H1 12.19 Sandst one 3.79 Cont inuous
PAF_G3 0.6 M udst one 2.92 Cont inuous
PAF_G2 5.9 M udst one 4.3 Cont inuous
PAF_G1 8.6 M udst one 4.39 Cont inuous
PAF_E1 20.71 M udst one 2.92 Cont inuous
PAF_D1 0.72 M udst one NA Cont inuous
PF_C1A 8.41 M udst one 2.03 Cont inuous
PAF_C1 5.1 Sandst one NA Cont inuous
PAF_B1 23.99 M udst one NA Cont inuous
Continuity
PAF THICKNESS
Bandung, 7-8 Februari 2012
29
4.3 Volume Batuan NAF dan PAF
Perhitungan volume model geokimia batuan NAF dibatasi oleh boundary Binungan Blok 9, dengan batasan surface bagian bawah adalah kedalam 150 meter. Volume NAF dihitung dari ketebalan terkecil sampai ketebalan terbesar dari lapisan NAF tanpa dibedakan menggunakan ekspresi/batasan minimal seperti pada perhitungan volume batubara.
Binungan Blok 9 dengan luasan area 4532.59 hektar. Target seam batubara yang di tambang pada area ini sebenarnya adalah seam D dan J. Pada area ini terdapat 17 lapisan NAF seprti pada table 4. Lapisan NAF Binungan Blok 9 memiliki volume total 1.167.117.221,03 Bcm yaitu 16.62 % dari OB total. Sedangkan untuk lapisan PAF memiliki volume lebih besar dibandingkan dengan lapisan NAF yaitu 5.854.440.979,50 Bcm atau sekitar 83.38% dari total OB.
Tabel 3. Tabel Volume NAF & PAF Binungan Blok 9
5. KESIMPULAN
Secara lateral penyebaran batuan NAF dan PAF mengikuti kesejajaran cropline seam batubara,
dengan kedudukan batuan relative seragam yaitu dengan jurus lapisan ke arah barat laut dan kemiringan lapisan ke arah timur laut. Secara vertikal batuan NAF Binungan Blok 9 memiliki
ketebalan antara 1 m hingga 72 m,dimana lapisan yang paling tebal adalah lapisan NAF_K_1A
dan NAF_I1A merupakan lapisan yang paling tipis. Nilai pH rata-rata dari lapisan NAF adalah
6.08. Sedangkan lapisan PAF memiliki ketebalan rata-rata 1 m hingga 63 m.
Berdasarkan pemodelan geokimia batuan dengan menggunakan 19 bor full coring area
Binungan Blok 9, diperoleh 17 lapisan NAF dari litologi tertua yaitu NAF_B1,sedangkan
NAF BIN 9 Volume NAF Volume PAF Total OB
30
lapisan NAF termuda adalah NAF_K1, dimana penamaan NAF maupun PAF berdasarkan nama seam di bawahnya.
Binungan Blok 9 memiliki volume total 1.167.117.221,03 Bcm yaitu 16.62 % dari OB total.
Bandung, 7-8 Februari 2012
31 Surface Water Quality Improvement In Line with Success of Mine Land
Rehabilitation
(Case Study of Sepapah Mine Closure)
Fatimah Koten, Delma Azrin and Djoko Widajatno PT Arutmin Indonesia - Coal Mine
Abstract
The Sepapah Mine is one of the coal resources in the location of Block VI – South Kalimantan Indonesia operated by PT Arutmin Indonesia. The former area was a selective production forest by timber company. Mining had started since May 1999 and after five years coal had been fully exploited economically. In accordance to related mine closure regulation and guideline, all rehabilitation works as per Sepapah Mine Closure Plan were completed by 2005.
Environmental management conducted during operational was implemented in line with the mine development progress from the beginning of mining operations as part of Best Mining Practices commitment by the company. Top soil and overburden management, drainage control facilities and well land preparation prior to re-vegetation program are implemented, controlled and monitored periodically to assure success of mine rehabilitation program.
Rehabilitation program has resulted more than 275,000 pioneer trees species (dominantly Acacia mangium, Paraserianthes falcataria) including several native species and local fruit trees. The diversity and abudance of the natural species has indicated natural succession has been occurring at the rehabilitated area evidenced the presence of voluntarily natural species compared to species introduced in early rehabilitation program.
The positive impact derived from the success of mine rehabilitation program is improvement of the surface water quality. Post-mining water quality has been improved even better than the Indonesia. The mine site is located in Kecamatan Sampanahan Kabupaten Kotabaru, Province South Kalimantan. Sepapah is located about 5,5 km from the other two leases also operated by PT Arutmin Indonesia called Sangsang Mine and East Senakin Mine, thus Sepapah Mine shared several infrastructures with Sangsang and East Senakin.
The consession consists of 930,1 ha of selective production forest area and 5,5 km of haulroad to Sangsang Mine where washing plant with Dense Medium Plant (DMP) System located. From the DMP, the coal was trucked 20 km down to the Sembilang Port.
32
2. Baseline Data
Before mining, Sepapah area was covered by local tree species such as gelam tikus (Eurya accuminata), Somea, Wawangon, Seriberangkat and shrub species scuh as damar tingkir (Shorea beccariana), Bangkirai (Shorea sp). Areal eks PT INHUTANI II was dominated by gelam tikus (Eurya accuminata) and open land owned by community many local trees found such as coffee, sungkai (Peronema canescens), cempedak (Arthocarpus integer), laban (Vitex pinnata) dan durian (Durio zibethinus).
The majority of soil (97 %) at Sepapah is Ultisol (Podzolik) and the remaining (1,03%) Inceptisol dan (1,88%) Entisol. The soil had a shallow solum with fraction such as gravel, iron concretion and plintit about 15 to 50 %.
Premining condition, average bulk density at the surface 0-15 cm was 1,25g/cm3, at depth 15-30 cm was 1,46g/cm3 and increased to 1,60g/cm3 at depth 30 -60 cm. Soil porosity at the average of 44,8% at 15-30 cm and 29,4% at depth 30 -60 cm indicating that roots growth was limited to the depth 60 cm. Infiltration rate at undisturbed area varied from very slow (0,28 cm/jam) to fast (18,78 cm/jam) whereas soil permeability (K) generally fast to very fast due to the presence of gravel and sand as well as extensive root system.
Soil fertility was low as evidenced by its soil pH, base availability and saturation, CEC and its organic content thus its value for each of those parameter was low except Al saturation medium to very high. Average acidity of the upper 15 cm was low 4,30-5,7 but increased with dept up to 4,7 - 5,10. Organic Carbon and total Nitrogen was found to be high at the surface but decrease with depth. Base saturation level was low however Aluminium saturation high to medium which may harm the root growth.
Cation exchange capacity (CEC) and the ability of soil to retain water was also low. ESP value indicating the presence of sodium in the soil ranged within the acceptable level and electrical conductivity showing the osmotic pressure of soil solution was in the safe level. Availability of Cu and Zn was considered to be low, however Fe and Mn high associated with high FeO in the soil.
During wet season especially December till June, rainfall was mostly higher than 200 mm. Considering the area cleared and sediment ratio of 0,25 the total sediment expected to be washed down from outlet F-G in 1999 approximately 614,1 ton or about 470 m3 (PT. Arutmin Indonesia 1999). Due to erosion rate and changed hydrological system, total suspended solid increased significantly (1146 - 6876%) from the premining condition (PT Arutmin Indonesia 1999).
Bandung, 7-8 Februari 2012
33
Of the 66 samples tested, about 20 % (13 samples) have a positive calculated net acid producing potential (NAPP) value and the remaining samples have a negative of zero calculated net acid producing potential (NAPP). Six of the 13 positive NAPP have a NAPP value less than 10 kg/H2SO4 and therefore have only low capacity to produce acid. Seven samples of the 13 positive NAPP have a NAPP value greater than 10 kg/H2SO4 and therefore may represent higher capacity or higher risk material.
3. Reclamation Process
Reclamation process implemented at Sepapah Mine consisted of regarding, spreading about 50 - 75 cm of topsoil/growing media, ripping and construction of drainage along the contour, seeding covercrop and planting with pioneer species at 3 x 3 meter.
4. Methodology and Analysis
Samples from a 20x20 meter plot were collected with the purposive sampling system based on planting year from 2001 till 2006 as well as samples secondary forest. Samples ini each plot were calculated for number of trees and observed for its quality (healthy/not healthy) and observed for the invasion species.
Soil samples were also collected with the purpose sampling system. Samples were collected as the change of the quality of trees as well as year of planting. Samples were then sent to laboratory and analysed for pH and macro nutrients N,P, K and Cation Exchange Capacity (CEC).
Samples of water at three location, upstream, downstream and outfall of settling were collected and sent to laboratory and analysed. Results were then compared with the government water quality standards
5. Result and Discussion
Growth (Diameter dan Height)
The studi shows the growth of trees at reclaimed area as in the table below.
Table 1. Growth Comparison of Acacia mangium at Reclamation Area Vs. Normal Condition
Description Annual Average Growth
Diameter (cm/year) - Sepapah Mine 2,49 - 5,35 Diameter (cm/year) - Kalimantan Timur 1,80 - 7,40 Diameter (cm/year) - Australia 2,10 - 5,20
Height (m/year) -Sepapah 2,01 - 5, 37
Height (m/year) - Kalimantan Timur 1,18 - 5,40
Height (m/year) -Australia 2,10 - 4,40
Table 2. Growth Comparison of Paraserienthes falcataria at Reclamation Area Vs. Normal Condition
Description Annual Average Growth
Diameter (cm/year) - Sepapah Mine 2,20 - 3,22 Diameter (cm/year) - Forestry Department 1982 3,2
Height (m/year) -Sepapah Mine 1,9 - 2,67
34 2007). Growth of the pioneer species after year 6 starts to decrease.
Invasion of several voluntary local shrubs such as Kerinyu (Chromolaena odorata), Karamunting (Melastoma affine) and others as well as voluntary local pioner species such as mahang (Macaranga sp.) The presence of pioneer species that need a proportion of light at Sepapah Mine can be categorised as First Step of Forest Succession Process (Lamprecht, 1989). From ecological point of view, this condition indicates the commence of land condition 2000 - 2004 of Kabupaten Pasir resulting erosivitas value of Sepapah Mine 992,56.
Soil erodibilitas (K) was determined using Weischmeier dan Smith (1978) comprising parameter of texture (fraction of sand, silt and clay), organic material, permeability and soil structures resulting a K value ranging from 0,04 - 0,07.
Slope was measured at each location where slope length ranging from 20 -100 meter with slope ranging from 9 - 16 %, therefore the LS ranging from 1,41 - 2, 55.
Cover (C) was determined from Hammer (1980) dan Weischmeier and Smith (1978) and index for soil management calculated based on Hammer (1981). From the values and indeks, predicted soil erosion is determined as in the table below.
Table 3. Predicted Erosion at Reclamation Area of PT. Arutmin Indonesia Sepapah Mine
Bandung, 7-8 Februari 2012
35
Based on Criteria of Erosion Hazard Level as in Government Regulation Republic of Indonesia No. 150 /2000 as quoted in the table below, the erosion at Sepapah Mine is classified as Small Scale Erosion
Table 4. Criteria of Erosion Hazard Level
No. Erosion level (ton/ha/year) Criteria
1. < 15 Very Small
Water samples were collected and parameter analysed consisting of total suspended solid (TSS), pH, Total Dissolved iron, Total dissolved manganese, Cadmium, Aluminium and Sulfate. Comparison of the river water quality against Government Regulation No. 82 / 2001 regarding Water Quality Management and Water Pollution Mitigation and The Governour South Kalimantan Regulation No. 5 / 2007 concerning River Water Quality Threshold and Uses whereas waste water originating from settling pond against The Decree of Ministry of Environment No. 113 / 2003 regarding waste water threshold for coal mining activities and The Governour South Kalimantan Regulation No. 4 / 2007 concerning Waste water quality threshold is shown in the table below.
Table 5.Water Quality From Sepapah Mine - September and December 2007
No. Parameter Month Location Threshold
1 2 3 (*) (**) (***) (****)
1 : Water from Upstream Sepapah River - Sepapah Mine Area 2 : Water from Downstream Sepapah River - Sepapah Mine Area 3 : Water from Outlet Settling Pond
(*) : Government Regulation No. 82 / 2001
36
(a) TSS
Suspended solid is part contained in natural water in the form of particles consisting of organic or non organic , living or dead. Concentration of TSS is influenced by mineralisation level and amount of clay suspended. In other words, TSS comprises of clay and fine sand particles or dead /living microorganisms presence in the water due to / orginated from eroded soil and washed in to river or sea.
Total suspended solid of water from Sepapah River ranges from 11 - 12 mg/L at the upstream of Sepapah Mine and 7 - 16 mg/L at downstream of Sepapah Mine. The concentration shows within the threshold range as stated in Government Regulation No. 82/2001 as well as Governor South Kalimantan Regulation No. 4/2007. Concentration at different location did not show a regular pattern.
TSS concentration at outlet of settling pond is 3 mg/L far below the maximum concentration allowed as stated ini The Decree of Environment Ministry (400 mg/L) or Governor of South Kalimantan Regulation No. 4/2007 (200 mg/L)
(b) pH
Acidity level (pH) of water from Sepapah River was detected in the range of 4,25 - 6,60 at upstream and 6,94 - 7,86 at the downstream of Mine Site showing a trend of fulfilling the minimum range at the upstream level as required by Government Regulation No. 82/2001 and the Governor of South Kalimantan Regulation No. 5/2007 whereas downstream water quality showed a level as required by the two threshold.
A decrease in pH at the upstream of Mine Site was not correlated with mining activity because the pH at the outlet of settling pond ranging from 7,58 - 8,01 and is fulfilling the pH criteria as required by the Decree of Minister of Environment and Governor South Kalimantan Regulation No. 4/2007 ( 6-9 ). Coal mining activity at the upstream of Sepapah Mine is probably contributing to the low pH of water of Sepapah River at upstream.
(c) Fe
Iron concentration in natural water ranges from 0,05 – 0,2 mg/l (Boyd, 1990).
Dissolved iron of water from Sepapah River was detected 0,2364 - 3,874 mg/l at upstream and 0,5549 - 0,9014 mg/l downstream. In September 2007 , iron concentration in upstream (not affected by coal mining activity of PT Arutmin Indonesia Sepapah Mine) was measured 12x higher than the allowed maximum threshold (0,3 mg/L Government Regulation 82/2001 and Governor South Kalimantan Regulation No. 5/2007. At downstream, the concentration had decreased to 3x higher than maximum threshold allowed. In December 2007, the concentration either at upstream or downstream had decreased significantly.
Contribution of coal mining activity at PT Arutmin Indonesia to the increase of iron concentration is small as evidenced by the iron concentration from settling pond 0,173 - 0,177 mg/L. This concentration is far below from the maximum concentration allowed by the Decree of Minister of Environment No. 113/2003 and Governor South Kalimantan Regulation No. 4/2007 (max: 7 mg/L).
(d) Mn
As iron, dissolved manganese mineral occur at nature under aerobic condition is low and concentration of manganese in water is low (Boyd, 1990).
Bandung, 7-8 Februari 2012
37
Concentration of Manganese from settling pond water was measured at 1,3507 - 3,4821 mg/L which is still under the maximum concentration allowed to release to the surface water (4 mg/L as per The Decree of Minister of Environment No. 113/2003 and Governor South Kalimantan Regulation No. 4/2007)
(e) Cd
Source of Cadmium is greenockite (CdS), hawleyite, sphalerite, and otavite (Moore, 1991), with fresh water concentration about 0,0001 – 0,01 mg/l (McNeely et al, 1979).
Cadmium in the water of Sepapah River was detected in the range of < 0,002 -0,022 mg/l at the upstream of Sepapah Mine and < 0,002 -0,0135 mg/l at downstream. Cadmium concentration from the outlet of settling pond ranged from 0,0062 - 0,0165 not much different from the concentration detected in the river.
Based on Government Regulation No. 82/2001 and Governor South Kalimantan Regulation No. 5/2007, cadmium maximum threshold of river water is 0,01 mg/L thus cadmium concentration in Sepapah River slightly higher than the threshold.
(f) Al
Source of Aluminium is mineral aluminosilicate presence abundantly in nature. This element is considered not hazardous and natural water generally contains less then 1,0 mg/L where this element usually contained in the sediment or undergo precipitation.
Aluminium is not included either as a parameter in Government Regulation 82/2001 nor threhold waste water as per the Decree of Minister of Environment No. 113/2003 and Governor of South Kalimantan Regulation No. 4/2007. However, aluminium is a parameter in the Governor South Kalimantan No. 5/2007 with maximum concentration allowed 0,2 mg/L. Water from upstream Sepapah River had the concentration of aluminium of 0,098 – 0,4267 mg/l dan downstream < 0,002 - 0,068 mg/l. Water from settling pond contained < 0,002 - 0,0665 mg/l indicating low aluminium content in the water from Sepapah River and settling pond and compliance to the Governor of South Kalimantan Regulation No. 5/2007.
(g). SO4
Sulfate was measured in a considerably high concentration in Sepapah River ranging from 67,00 – 220,00 mg/l at upstream and 370,00 – 720,00 mg/l downstream. Referring to the water quality threshold as stated in Government Regulation No. 82/2001 and Governor South Kalimantan No. 5/2007, sulphate concentration at downstream water in December 2007 had exceeded the maximum concentration allowed.
Measurement of sulphate content at outlet of settling pond showed an increase trend ranging from 380,00 – 550,00 mg/l. In a normal condition, an increase in sulphate content is usually followed by a decrease in pH due to the formation of high acid (sulfuric acid). However that prediction did not occur at the outlet of settling pond with the measurement of pH showed 7,58 - 8,01 or even to a base situation. The condition may had occorred due to the over application of lime thus decreased the hydrogen ion and preventing the formation of sulfuric acid thus increasing the dissolved sulphate. Aerobic condition at settling pond may also trigger the increase of dissolved sulphate (SO4) and sulfide (SO3).
6. Conclusion
38
This indicates that common practices of reclamation has resulted good growth of vegetation. While the correlation between the canopy growth and water quality was not being made, settling pond water quality during operasional and after mining showed this secondary impact of good canopy. Water acicidy (pH) showed a normal range while TSS and iron decreased about half of the amount during operasional. Mangan was in a higher concetration but is still under the maximum concentration allowed which may had been associated with concentrated water in the settling pond since the pond becomes in-active.
7. References
Dephut, 1980a. Pedoman Pembuatan Tanaman. Direktorat Jenderal Kehutanan, Deapartemen Pertanian, Jakarta.
Lamprecht, 1989. Silviculture in The Tropics. Deutsch Gesellschaft fuer Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH. ISBN 3-88085-422-X. Verlag Paul Parey, Hamburg and Berlin.
Lemlit-Dephut, 1982. Silvikultur Khusus. Departemen kehutanan, Jakarta.
Meijaard E. et al. 2006. Hutan Pasca Pemanenan. Melindungi Satwa liar dalam kegiatan hutan produksi di Kalimantan. CIFOR, UNESCO & ITTO. Jakarta
Pordosi, 1991. Evaluasi Pertumbuhan Tegakan Acacia mangium Umur 5 Tahun pada Jarak Tanam Berbeda. Skripsi Fahutan Unmul.
Suhardi, 1995. Pengaruh Teknik Silvikultur dan Biotek Terhadap Riap Jenis yang Dipilih untuk HTI. Direktorat Jenderal Pengusahaan Hutan, Dephut RI, Jakarta.
