Sistem Penyaliran Tambang

1.1. Dasar Teori

Sistem penyaliran tambang adalah suatu usaha yang diterapkan pada daerah penambangan untuk mencegah, mengeringkan, atau mengeluarkan air yang masuk ke daerah penambangan. Upaya ini dimaksudkan untuk mencegah terganggunya aktivitas penambangan akibat adanya air dalam jumlah yang berlebihan, terutama pada musim hujan. Selain itu, sistem penyaliran tambang ini juga dimaksudkan untuk memperlambat kerusakan alat serta mempertahankan kondisi kerja yang aman, sehingga alat-alat mekanis yang digunakan pada daerah tersebut mempunyai umur yang lama.

Tujuan Penyaliran Tambang :

Meminimalkan air yang masuk ke dalam front penambangan serta mengeluarkan air dari area front penambangan (proses pemompaan). Untuk dapat melakukan pengendalian air tambang dengan baik perlu diketahui sumber dan perilaku air. Adapun aspek-aspek yang mendasari perencanaan penyaliran tambang adalah aspek hidrologi dan hidrogeologi, meliputi pengetahuan daur hidrologi, curah hujan, infiltrasi, air limpasan dan air tanah serta teknik penyaliran tambang.

Rancangan Penyaliran Tambang :

Hal-hal yang perlu dipersiapkan dalam merancang penyaliran tambang, yaitu :

• Data curah hujan sebanyak-banyaknya
• Peta topografi
• Plan kemajuan tambang
• Jenis dan jumlah equipment/alat penyaliran yang tersedia (missal pompa, excavator dsb).

Langkah kerja :

a) Tentukan hujan rencana (analisis data curah hujan)

b) Tentukan periode ulang hujan (PUH)

c) Tentukan curah hujan satu jam (I)

d) Tentukan Koefisien limpasan (C)

e) Tentukan luas catchment area (A)

f) Tentukan debit air limpasan (Q)

g) Dari data debit yang diketahui, kita dapat menentukan dimensi saluran air, kapasitas sump dan kebutuhan pompa .

Dampak Air Tambang :

1. Ongkos pemompaan akan naik (dilihat dari jumlah pumping hours), dikarenakan volume air yang dipompa semakin besar, apabila tidak adanya upaya untuk mengurangi jumlah air yang masuk ke dalam tambang.
2. Traksi ban alat angkut akan bekurang dikarenakan jalan yang licin atau becek sehingga akan menimbulkan : produktiftas tambang akan menurun, borosnya pemakaian bahan bakar, dan tidak safety/ resiko kecelakaan alat ataupun manusia akan lebih besar.
3. Terjadnya pelunakan jalan tambang sehingga ongkos penggantian ban alat angkut akan naik
4. Produtifitas alat gali muat akan menurun disebabkan material yang di loading berupa mud/lumpur serta dudukan dari alat yan tidak stabil/alat mudah amblas difront kerja yang tegenang air.
5. Ongkos blasting akan naik, dikarenakan kegiatan blasting tidak efektif apabila lubang bor basah.
6. Mengurangi kestabilan dari lereng penambangan maupun timbunan
7. Kualitas komoditi menurun, contohnya batubara. Parameter total moisture dan ash akan meningkat apabila pada saat pengambilan (coal getting) dalam kondisi basah, akibat terendam oleh air.
8. Bobot materal (OB dan Coal) akan meningkat akibat dari penambahan air di dalam rongga-rongga material tersebut, sehingga produtifitas yang dinyatakan dalam tonnase (untuk coal) ataupun BCM (untuk OB) akan menurun.

1.2 Metode Penyaliran Tambang

     Penanganan mengenai masalah air tambang dalam jumlah besar pada tambang terbuka dapat dibedakan menjadi beberapa metode, yaitu:

Mengeluarkan Air Tambang (Mine Dewatering)

Merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang telah masuk ke lokasi penambangan. Beberapa metode penyaliran tambang (mine dewatering) adalah sebagai berikut :

1.    Membuat sump di dalam front tambang (Pit)

Sistem ini diterapkan untuk membuang air tambang dari lokasi kerja. Air tambang dikumpulkan pada sumuran (sump), kemudian dipompa keluar. Pemasangan jumlah pompa tergantung pada kedalaman penggalian, dengan kapasitas pompa menyesuaikan debit air yang masuk ke dalam lokasi penambangan. 

2.    Membuat paritan

Pembuatan parit sangat ideal diterapkan pada tambang terbuka open castatau kuari. Parit dibuat berawal dari sumber mata air atau air limpasan menuju kolam penampungan, langsung ke sungai  atau diarahkan ke selokan (riool). Jumlah parit ini disesuaikan dengan kebutuhan, sehingga bisa lebih dari satu. Apabila parit harus dibuat melalui lalulintas tambang maka dapat dipasang gorong-gorong yang terbuat dari beton atau galvanis. Dimensi parit diukur berdasarkan volume maksimum pada saat musim penghujan deras dengan memperhitungkan kemiringan lereng. Bentuk standar melintang dari parit umumnya trapesium.

PEMBAHASAN

II.1 Penyaliran Pada Tambang Terbuka

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

1.    Mine Drainage

Merupakan upaya untuk mencegah masuknya air ke daerah penambangan. Hal ini  umumnya dilakukan untuk penanganan air tanah dan air yang berasal dari sumber air permukaan. Beberapa metode penyaliran Mine drainage :

·       Metode Siemens : Pada tiap jenjang dari kegiatan penambangan dibuat lubang bor kemudian ke dalam lubang bor dimaksukkan pipa dan disetiap bawah pipa tersebut diberi lubang-lubang. Bagian ujung ini masuk ke dalam lapisan akuifer, sehingga air tanah terkumpul pada bagian ini dan selanjutnya dipompa ke atas dan dibuang ke luar daerah penambangan. 

Metode Siemens

·       Metode Pemompaan Dalam (Deep Well Pump). Metode ini digunakan untuk material yang mempunyai permeabilitas rendah dan jenjang tinggi. Dalam metode ini dibuat lubang bor kemudian dimasukkan pompa ke dalam lubang bor dan pompa akan bekerja secara otomatis jika  tercelup air. Kedalaman lubang bor 50 meter sampai 60 meter.

Metode Deep well pump

·       Metode Elektro Osmosis. Pada metode ini digunakan batang anoda serta katoda. Bilamana elemen-elemen dialiri arus listrik     maka air akan terurai, H+ pada katoda (disumur besar) dinetralisir menjadi air dan terkumpul pada sumur lalu dihisap dengan pompa. 

Metode electro osmosis

·       Small Pipe With Vacuum Pump. Cara ini diterapkan pada lapisan batuan yang inpermiabel (jumlah air sedikit) dengan membuat lubang bor. Kemudian dimasukkan pipa yang  ujung bawahnya diberi lubang-lubang. Antara pipa isap dengan dinding lubang bor diberi kerikil-kerikil kasar (berfungsi sebagai penyaring kotoran) dengan diameter kerikil lebih besar dari diameter lubang. Di bagian atas antara pipa dan lubang bor di sumbat supaya saat ada isapan pompa, rongga antara pipa     lubang bor kedap udara sehingga air akan terserap ke dalam lubang bor.

Metode Small Pipe With Vacuum Pump

2.    Mine Dewatering

Merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang telah masuk ke daerah penambangan. Upaya ini terutama untuk menangani air yang berasal dari air hujan. Beberapa metode penyaliran mine dewatering adalah sebagai berikut :

·       Sistem Kolam Terbuka. Sistem ini diterapkan untuk membuang air yang telah masuk ke daerah penambangan. Air dikumpulkan pada sumur (sump), kemudian dipompa keluar dan pemasangan jumlah pompa tergantung kedalaman penggalian. 

·       Cara Paritan. Penyaliran dengan cara paritan ini merupakan cara yang paling mudah, yaitu dengan pembuatan paritan (saluran) pada lokasi penambangan. Pembuatan parit ini bertujuan untuk menampung air limpasan yang menuju lokasi penambangan. Air limpasan akan masuk ke saluran-saluran yang kemudian di alirkan ke suatu kolam penampung atau dibuang langsung ke tempat pembuangan dengan memanfaatkan gaya gravitasi. 

·       Sistem Adit. Cara ini biasanya digunakan untuk pembuangan air pada tambang terbuka yang mempunyai banyak jenjang. Saluran  horisontal yang dibuat dari tempat kerja menembus ke shaft yang dibuat di sisi bukit untuk pembuangan air yang masuk ke dalam tempat kerja. Pembuangan dengan sistem ini biasanya mahal, disebabkan oleh biaya pembuatan saluran horisontal tersebut dan shaft.

Sistem Adit

II.2 Penyaliran Pada Tambang Bawah Tanah

Penanganan masalah air pada tambang bawah tanah umumnya dilakukan dengan cara-cara sebagai berikut :

1.    Dengan “Tunnel” (Terowongan). Penyaliran dengan cara ini adalah dengan membuat “tunnel” atau “adit” bila topografi daerahnya memungkinkan, dimana terowongan atau “adit” ini dibuat sebagai level pengeringan tersendiri untuk mengeluarkan air tambang bawah tanah. Cara ini relatif murah dan ekonomis bila dibandingkan dengan sistem penyaliran  menggunakan cara pemompaan air ke luar tambang. 

2.    Dengan Pemompaan. Penyaliran tambang bawah tanah dengan sistem pemompaan adalah untuk mengeluarkan air yang terkumpul pada dasar “shaf” atau sumuran bawah tanah yang sengaja dibuat untuk menampung air dari permukaan maupun air rembesan air bawah tanah.

II.3. Hal Yang Mempengaruhi Sistem Penyaliran Tambang

1.    Permeabilitas

Disamping parameter-parameter lain, permeabilitas merupakan salah satu yang perlu diperhitungkan. Secara umum permeabilitas dapat diartikan sebagai kemapuan suatu fluida bergerak melalui rongga pori massa batuan.

2.      Rencana Kemajuan Tambang

Rencana kemajuan tambang nantinya akan mempengaruhi pola alir saluran yang akan dibuat, sehingga saluran tersebut menjadi efektif dan tidak menghambat sistem kerja yang ada.

3.      Curah Hujan

Sumber utama air yang masuk ke lokasi penambangan adalah air hujan, sehingga besar kecilnya curah hujan yang terjadi di sekitar lokasi penambangan akan mempengaruhi banyak sedikitnya air tambang yang harus dikendalikan. Data curah hujan biasanya disajikan dalam data curah hujan harian, bulanan, dan tahunan yang dapat berupa grafik atau tabel. Analisa curah hujan dilakukan dengan menggunakan Metode Gumbel yang dilakukan dengan mengambil data curah hujan bulanan yang ada, kemudian ambil curah hujan maksimum setiap bulannya dari data tersebut, untuk sampel dapat dibatasi jumlahnya sebanyak data.

Dengan menggunakan Distribusi Gumbel curah hujan rencana untuk periode ulang tertentu dapat ditentukan. Periode ulang merupakan suatu kurun waktu dimana curah hujan rencana tersebut diperkirakan berlangsung sekali. Penentuan curah hujan rencana untuk periode ulang tertentu berdasarkan Distribusi Gumbel. Untuk itu data curah hujan harus diolah terlebih dahulu menggunakan kaidah statistik mengingat kumpulan data adalah kumpulan yang tidak tergantung satu sama lain, maka untuk proses pengolahannya digunakan analisis regresi metode statistik.

Xr = X + (σxσn ) . (Y_r – Y_n)                     ………………….......................           (3.1 )

Keterangan :

Xr = Hujan harian maksimum dengan periode ulang tertentu (mm)

X  = Curah hujan rata-rata

σ_x  = Standar deviasi curah hujan

σ_n  = Reduced standart deviation, nilai tergantung dari banyaknya data

Yr = Reduced variate, untuk periode hujan tertentu (table 3.2)

     

Tabel.  Periode ulang hujan untuk sarana penyaliran

Keterangan	Periode ulang hujan (tahun)
Daerah terbuka	0 – 5
Sarana tambang	2- 5
Lereng-lereng tambang dan penimbunan	5- 10
Sumuran utama	10 -25
Penyaliran keliling tambang	25
Pemindahan aliran sungai	100

Untuk menentukan reduced variate digunakan rumus dibawah ini:

Yt = (-ln⁡(-ln(T-1))T                               ………………….......................          (3.2 )

Keterangan:

Yt = Reduced variate (koreksi variasi)

T   = Periode ulang (tahun)

Untuk menentukan koreksi rata-rata digunakan rumus:

Yn = ­ln(-ln⁡(n+1-m))n+1                          ………………….......................            (3.3 )

Rata-rata Yn, YN = ΣYnN

Untuk menghitung koreksi simpangan (reduced standar deviation) ditentukan dengan rumus sebagai berikut:

Sn = Σ(Yn-YN)2(n-1)                                 ………………….......................             (3.4)

Keterangan:

Yn       = Koreksi rata-rata

YN      = Nilai rata-rata Yn

n          = Jumlah data

Untuk menentukan curah hujan rencana digunakan rumus:

CHR = X + SSn(Yt-YN)                    ………………….......................            (3.5)

            Dari hasil perhitungan diperoleh suatu debit rencana dalam satuan mm/hari, yang kemudian debit ini bisa dibagi dalam perencanaan penyaliran. Selain itu juga harus diperhatikan resiko hidrologi (PR) yang mungkin terjadi, resiko hidrologi merupakan angka dimana kemungkinan hujan dengan debit yang sama besar angka tersebut, misalnya 0,4 maka kemungkinan hujan dengan debit yang sama atau melampaui adalah sebesar 40%. Resiko hidrologi dapat dicari dengan menggunakan rumus:

PR = 1-(1-1TR) ^TL                                             ………………….......................             (3.6)

Keterangan:

PR = Resiko hidrologi

TR = Periode ulang

TL = Umur bangunan

            Besarnya intensitas  hujan yang kemungkinan terjadi dalam kurun waktu tertentu dihitung berdasarkan persamaan Mononobe, yaitu :

I = R2424 (24t) ^2/3                                      ………………….......................             (3.7)

Keterangan :

R₂₄ = Curah hujan rencana perhari (24jam)

I    = Intensitas curah hujan (mm/jam)

t    = Waktu konsentrasi (jam)

            Hubungan antara derajat curah hujan dan intensitas curah hujan dapat dilihat pada tabel

Tabel Hubungan Derajat dan Intensitass Curah Hujan

Derajat hujan	Intensitas curah hujan (mm/menit)	Kondisi
Hujan lemah Hujan normal Hujan deras Hujan sangat deras	0.02 – 0.05 0.05 – 0.25 0.25 – 1.00 >1.00	Tanah basah semua Bunyi hujan terdengar Air tergenang diseluruh permukaan dan terdengar bunyi dari genangan Hujan seperti ditumpahkan, saluran pengairan meluap

Tweet