bab iii dasar teori -...

III-1

BAB III

DASAR TEORI

3.1 KLASIFIKASI SUMBERDAYA DAN CADANGAN BATUBARA

Klasifikasi sumberdaya dan cadangan batubara berdasarkan BSN, 1999 :

• Sumberdaya batubara hipotetik (hypothetical coal resource): jumlah

batubara di daerah penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan yang

dihitung berdasarkan data yang memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan

untuk tahap survey tinjau.

• Sumber daya batubara tereka (inferred coal resource): jumlah batubara di

daerah penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan yang dihitung

berdasarkan data yang memenuhi syarat-syarat yang ditetapkan untuk

tahap prospeksi.

• Sumberdaya batubara terindiksi (indicated coal resource): jumlah batubara

di daerah penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan yang dihitung


tahap eksplorasi pendahuluan.

• Sumberdaya batubara terukur (measured coal resource): jumlah batubara

di daerah penyelidikan atau bagian dari daerah penyelidikan yang dihitung


tahap eksplorasi rinci.

• Cadangan batubara terkira (probable coal reserve): Sumberdaya batubara

terindikasi dan sebagian sumberdaya terukur, tetapi berdasarkan kajian

kelayakan semua faktor yang terkait telah terpenuhi sehingga

penambangan dapat dilakukan secara layak.

• Cadangan batubara terbukti (proved coal reserve): Sumberdaya batubara

terukur yang berdasarkan kajian kelayakan semua faktor yang terkait telah

terpenuhi sehingga penambangan dapat dilakukan secara layak.

III-2

Klasifikasi sumberdaya batubara merupakan upaya pengelompokan

sumberdaya batubara berdasarkan keyakinan geologi dan kelayakan ekonomi.

Persyaratan jarak titik informasi untuk setiap kondisi geologi dan kelas

sumberdaya diperlihatkan pada Tabel III.1.

Tabel III.1. Jarak titik informasi menurut kondisi geologi (BSN, 1999)

Kondisi Geologi Kriteria

Sumberdaya

Terukur Terunjuk Tereka Hipotetik

Sederhana jarak titik informasi (m)

x≤500m 500<x≤1000m 1000<x≤1500m Tidak terbatas

Moderat x≤250m 250<x≤500m 500<x≤1000m Tidak terbatas

Kompleks x≤100m 100<x≤200m 200<x≤400m Tidak terbatas

Uraian tentang batasan umum untuk masing-masing kondisi geologi diatas adalah

sebagai berikut:

1. Kondisi geologi sederhana

Dengan ciri sebagai berikut:

a. Endapan batubara umumnya tidak dipengaruhi oleh aktivitas tektonik

seperti sesar, lipatan, dan intrusi.

b. Lapisan batubara umumnya landai, menerus secara lateral sampai ribuan

meter, dan hampir tidak memiliki percabangan.

c. Ketebalan lapisan batubara secara lateral dan kualitasnya tidak

menunjukkan variasi yang berarti.

d. Contoh batubara di Bangko Selatan dan Muara Tiga Besar (Sumsel),

Senakin Barat (Kalsel), dan cerenti (Riau).

III-3

2. Kondisi geologi moderat

a. Endapan batubara sampai tingkat tertentu telah mengalami pengaruh

deformasi tektonik.

b. Pada beberapa tempat, intrusi batuan beku mempengaruhi struktur lapisan

dan kualitas batubaranya.

c. Dicirikan oleh kemiringan lapisan dan variasi ketebalan lateral yang

sedang.

d. Sebaran percabangan batubara masih dapat diikuti sampai ratusan meter.

e. Contoh batubara di Senakin, Formasi Tanjung (Kalsel), Loa Janan-Loa

Kulu, Petanggis (Kaltim), Suban dan Air Laya (Sumsel), serta Gunung

Batu Besar ( Kalsel).

3. Kondisi geologi kompleks

a. Umumnya telah menglami deformasi tektonik yang intensif.

b. Pergeseran dan perlipatan akibat aktivitas tektonik menjadikan lapisan

batubara sulit dikorelasikan.

c. Perlipatan yang kuat juga mengakibatkan kemiringan lapisan yang terjal.

d. Sebaran lapisan batubara secara lateral terbatas dan hanya dapat diikuti

sampai puluhan meter.

e. Contoh batubara di Ambakiang, Formasi Warukin, Ninian, Belahiang dan

Upau (Kalsel), Sawahluhung (Sumbar), Air Kotok (Bengkulu),

Bojongmanik (Jabar), serta daerah batubara yang mengalami ubahan

intrusi batuan beku di Bunian Utara (Sumsel).

3.2 PERHITUNGAN SUMBER DAYA DAN CADANGAN BATUBARA

Secara umum, pemodelan dan perhitungan cadangan batubara memerlukan

data-data dasar sebagai berikut (Syafrizal, 2006) :

Peta topografi

III-4

Data penyebaran singkapan batubara (telah disesuaikan dengan format/datum

peta)

Data dan sebaran titik bor

Peta geologi lokal (meliputi litologi, stratigrafi, dan struktur geologi)

Peta situasi dan data-data yang memuat batasan-batasan alamiah seperti aliran

sungai, jalan, perkampungan, dan lain-lain.

Data penyebaran singkapan batubara berguna untuk mengetahui cropline

batubara, yang merupakan posisi dimana penambangan dimulai. Dari pemboran

diperoleh hasil berupa data elevasi atap/roof dan lantai/floor batubara. Peta situasi

dan data-data yang memuat batasan-batasan alamiah(aliran sungai, jalan,

perkampungan, dan sebagainya) berguna untuk menentukan batas/boundary

perhitungan cadangan. Endapan batubara yang tidak dapat ditambang karena

batasan-batasan alamiah tersebut tidak diperhitungkan dalam perhitungan

cadangan.

Dari data-data dasar tersebut akan dihasilkan data olahan, yaitu data dasar

yang diolah untuk mendapatkan model endapan batubara secara 3 (tiga) demensi

untuk selanjutnya akan dilakukan penghitungan cadangan endapan batubara. Data

olahan ini terdiri atas:

• Peta isopach; merupakan peta yang menunjukkan kontur penyebaran

ketebalan batubara. Data ketebalan pada peta ini merupakan tebal sebenarnya

yang dapat diperoleh dari data bor, uji paritan, uji sumur, atau dari singkapan.

Peta ini juga dapat disusun dari kombinasi peta iso struktur. Selain itu tujuan

penyususnan peta ini adalah untuk menggambarkan variasi ketebalan

batubara di bawah permukaan.

• Peta kontur struktur; menunjukkan kontur elevasi yang sama dari top atau

bottom batubara. Untuk elevasi top atau bottom batubara dapat diperoleh dari

data bor. Peta kontur struktur berguna untuk mengetahui arah umum/jurus

masing-masing seam batubara, sekaligus sebagai dasar untuk menyusun peta

isooverburden.

• Peta Iso kualitas; menunjukkan kontur hasil analisis parameter kualitas

III-5

batubara. Peta ini berguna untuk menentukan daerah-daerah yang memenuhi

syarat kualitas untuk ditambang.

• Peta Iso overburden; menunjukkan kontur ketebalan overburden (lapisan

penutup) yang sama. Ketebalan tersebut dapat diperoleh dari data bor atau

dari peta iso struktur dimana ketebalan overburden dapat dihitung dari

perpotongan kontur iso struktur dengan kontur topografi. Peta Iso overburden

cukup penting sebagai dasar evaluasi cadangan selanjutnya, dimana ketebalan

tanah penutup ini dapat digunakan sebagai batasan awal dari penentuan pit

potensial.

• Penampang geologi; Disusun dari kombinasi antara peta cropline batubara

dengan data pemboran (log bor). Perlapisan batubara disusun dengan

melakukan interpolasi antar data seam pada setiap titk bor yang berdekatan.

Garis penampang sebaiknya selalu diusahakan tegak lurus jurus cropline

batubara. Selanjutnya penampang seam batubara berguna untuk memudahkan

perhitungan sumberdaya sekaligus cadangan batubara dengan metode mean

area. Selain itu dapat juga digunakan untuk menghitung cadangan tertambang

(mineable reserve) dengan memasukkan asumsi sudut lereng dengan SR.

3.3. METODE PERHITUNGAN CADANGAN

Pemilihan metode perhitungan cadangan didasari oleh faktor geologi

endapan, metode eksplorasi, data yang dimiliki, tujuan perhitungan, dan tingkat

kepercayaan yang diinginkan.

Berdasarkan metode (teknik/asumsi/pendekatan), maka penaksiran dan

perhitungan sumberdaya atau cadangan terdiri dari metode konvensional yang

terbagi menjadi dua, yaitu metode penampang vertikal dan metode penampang

horizontal.

3.3.1 Metode Penampang Vertikal

Metode penampang vertikal menggambarkan kondisi endapan, bijih, dan

III-6

tanah penutup (overburden) pada penampang-penampang vertikal. Perhitungan

luas masing-masing elemen tersebut dilakukan pada masing-masing penampang.

Metode penampang vertikal dilakukan dengan cara sebagai berikut (Hustrulid, &

kutcha 1995):

a. Penentuan lintasan penampang.

b. Konstruksi penampang (permukaan, geometri endapan, geometri pit, serta

faktor pembatas lainnya).

c. Perhitungan luas masing-masing elemen.

d. Pemilihan rumus perhitungan.

e. Perhitungan volume dan tonase.

a. Perhitungan volume dengan 1 (satu) penampang

Perhitungan volume dengan menggunakan satu penampang digunakan jika

diasumsikan bahwa 1 penampang mempunyai daerah pengaruh hanya terhadap

penampang yang dihitung saja. Volume yang dihitung merupakan volume pada areal

pengaruh penampang tersebut.

Penampang - 1

Jarak pengaruhPenampang - 1

(d1)

Luas Overburden PadaPenampang - 1

Jarak pengaruhPenampang - 1

(d2)

Gambar 3.1. Perhitungan volume menggunakan satu penampang

III-7

Rumus perhitungan volume dengan menggunakan satu penampang

adalah:

dimana : A = luas overburden

d1 = jarak pengaruh penampang ke arah 1

d2 = jarak pengaruh penampang ke arah 2

b. Perhitungan volume dengan 2 (dua) penampang

Perhitungan volume dengan menggunakan dua penampang digunakan

jika diasumsikan bahwa volume dihitung pada areal di antara 2 penampang

tersebut. Yang perlu diperhatikan adalah variasi (perbedaan) dimensi antara kedua

penampang tersebut. Jika tidak terlalu berbeda, maka dapat digunakan rumus

mean area dan rumus kerucut terpancung, tetapi jika perbedaannya terlalu besar

maka dapat digunakan rumus obelisk.

Penampang - 1


Jarak antara Penampang-1 & Penampang-2


Penampang - 2

Gambar 3.2. Perhitungan volume menggunakan dua penampang

Volume = (A x d1) + (A x d2)

III-8

Adapun rumus yang digunakan sebagai berikut:

Rumus Mean Area

S1

S2

L

Rumus Kerucut Terpancung

S2

S1

L

( )

2

2S + 1S LV =

S1,S2 = luas penampang endapan

L = jarak antar penampang

V = volume cadangan

( )V L= 3

S1 + S2 + S1 S2

S1 = luas penampang atas

S2 = luas penampang alas

L = jarak antar S1 dan S2

V = volume cadangan

III-9

Rumus Obelisk a2

S2

S1

a1

b1

b2

c. Perhitungan volume dengan 3 (tiga) penampang

Metoda 3 (tiga) penampang ini digunakan jika diketahui adanya variasi

(kontras) pada areal di antara 2 (dua) penampang, maka perlu ditambahkan

penampang antara untuk mereduksi kesalahan. Perhitungan menggunakan rumus

prismoida.


Penampang - 1

Penampang - 2



Penampang - 3



Gambar 3.3. Perhitungan volume menggunakan tiga penampang

Rumus prismoida sebagai berikut:

( ) 2S + 4M + 1S 6LV =

( ) ( )M =

a 1 + a 2

b 1 + b 2 2 2

S1 = luas penampang atas

S2 = luas penampang alas

L = jarak antar S1 dan S2

III-10

S2

M

S1

L

1/2 L

3.3.2 Metode penampang Horizontal

Metode penampang horizontal yang bisa digunakan adalah metode poligon, isoline, triangulasi, dan metode circular USGS 1983.

Metode poligon sebenarnya merupakan contoh penerapan nearest point.

Metode poligon adalah suatu perhitungan dengan konsep dasar yang menyatakan

bahwa seluruh karakteristik endapan suatu daerah diwakili oleh satu titik tertentu.

Jarak titik bor di dalam poligon dengan batas poligon sama dengan jarak batas

poligon ke titik bor terdekat. Di dalam poligon nilai kadar diasumsikan konstan

sama dengan kadar pada titik bor di dalam poligon (Hustrulid & Kutcha, 1995).

10

2

3

9 8 7

4

5

61

Gambar 3.4. Contoh konstruksi metode poligon

Perhitungan volume dengan rumus sebagai berikut:

V = A.t dimana V = volume

A = luas poligon

t = tebal lapisan batubara di titk conto

V = ( S1 + 4M + S2 ) L6

S1, S2 = luas penampang ujung

M = luas penampang tengah

L = jarak antara S1 dan S2

V = volume cadangan

• Titik bor/sumur uji

daerah pengaruh

III-11

Metode isoline adalah suatu metode yang menggunakan prinsip dasar

isoline. Isoline adalah kurva yang menghubungkan titik-titik yang memiliki nilai

kuantitatif sama. Metode ini digunakan dengan asumsi nilai yang berada diantara

2 buah titik kontinu dan mengalami perubahan secara gradual. Volume dapat

dihitung dengan cara menghitung luas daerah yang terdapat di dalam batas kontur.

Gambar 3.5. Metode Isoline

Metode triangulasi dilakukan dengan konsep dasar menjadikan titik yang

diketahui menjadi titik sudut suatu prisma segitiga. Prisma segitiga diperoleh

dengan cara menghubungkan titik-titik yang diketahui tanpa berpotongan.

1

2 34

5

67

8

1

2 34

5

67

8

Layout dari segitiga-segitiga Prisma-prisma trianguler

III-12

1

23

t2

t1

t3

Gambar 3.6. Metode triangulasi (triangular grouping)

3.4 PEMODELAN ENDAPAN BATUBARA DENGAN SOFTWARE

MINESCAPE 4.115c

Tahapan dan kegiatan pemodelan endapan batubara dapat dilaksanakan

dengan menggunakan Software Minescape 4.115c. Pemodelan dengan software

ini dilakukan dengan aplikasi modul STRATMODEL.

Stratmodel didasarkan pada prinsip umum stratigrafi terutama tentang

urutan lapisan yang diendapkan pada suatu periode tertentu yang menerus atau

selaras. Urutan lapisan selaras dalam Stratmodel dikenal dengan istilah

conformable sequence. Secara stratigrafi conformable sequence adalah merupakan

suatu paket endapan yang mempunyai karakteristik stratigrafi dan struktural yang

sama. Stratmodel dapat membuat suatu model geologi yang terdiri dari beberapa

conformable sequence yang selaras maupun tidak satu sama lainnya.

Dalam Software Minescape 4.115c untuk tahapan pekerjaan model geologi

terdiri atas beberapa tahapan sebagai berikut:

• Validasi Data

• Topo Model

• Schema

• Load Drill hole

• Pemeriksaan Drill hole

• Patahan (Jika ada)

Volume = 1

3(t1 + t2 + t3) S

S = luas segitiga 123

t1 , t2 , t3 = ketebalan endapan pada

masing-masing titik

III-13

• Model

• Pemeriksaan Model

Dalam Software Minescape 4.115c data yang diperlukan antara lain:

• Data topografi (dalam bentuk ASCII atau DXF)

• Data pemboran (survei & litologi)

• Data quality (jika ada)

• Data fault / patahan (jika ada)

• Data outcrop / singkapan (jika ada)

3.4.1 Topo Model

Topo model merupakan surface topografi yang akan digunakan sebagai

batas paling atas dalam pemodelan. Surface topo yang digunakan dapat berupa

surface dari grid, triangle, expression dan lain-lain.

Tahapan pembuatan topo model adalah sebagai berikut:

• Memasukkan data topo kedalam design.

• Membuat sheet spesification.

• Membuat grid spesification.

• Membuat grid file.

• Interpolasi data ke dalam grid.

3.4.2 Schema

Schema adalah salah satu fasilitas dalam Stratmodel yang berfungsi untuk

mendefinisikan stratigrafi dan parameter-parameter model yang akan digunakan

sebagai dasar pembuatan model stratigrafi serta pemeriksaan model.

Suatu Schema terdiri dari 9 (sembilan) bagian definisi yang berbeda, yaitu:

• Model Parameters

• Modeling Default

• Lithology Codes

III-14

• Elemental Units

• Compound Units

• Survey

• Conformable Sequences

• Limits

• Faults

Interpolator dalam Minescape

• Inverse : Inverse Distance

• Planar : Triangulasi dengan extrapolasi

• Height : Mincom interpolator, inverse distance dan trend

• FEM : Finite Element Method

Tabel III.2.

Interpolar Minescape

3.4.3 Drill Hole

Drill Hole dapat diimport melalui modul Stratmodel dan dilakukan

pemeriksaan drill hole yang berfungsi untuk memeriksa data drill hole dengan

tujuan untuk menemukan kesalahan-kesalahan dari data tersebut, sebelum dibuat

model.

Pemeriksaan tersebut dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

III-15

• Informasi : statistik dan laporan

• Grafis : kontur, post dan section

Pada saat melakukan pemeriksaan database dibutuhkan dua hal sebagai acuan,

yaitu:

• Nama design file dan layer dimana data drill hole disimpan.

• Nama schema yang digunakan.

3.4.4 Patahan (Faults)

Faults merupakan sebuah elemen garis dalam design file yang dapat terdiri

dari beberapa vertex hingga maksimum 500 buah. Berbeda dengan elemen garis

biasa, patahan pada setiap vertex-nya selain menyimpan data koordinat juga

menyimpan data nilai Throw dan Dip (nilai ini didapat pada saat pengukuran

patahan di lapangan). Ketentuan untuk membuat sebuah garis patahan adalah

bahwa bagian bidang patahan yang naik (Upthrow) berada di sebelah kanan dari

garis patahan, kalau dilihat dari arah posisi titik awal ke titik akhir garis tersebut.

Gambar 3.7. Konvensi Patahan Stratmodel

III-16

3.4.5 Model

Pembuatan model dapat dilakukan pada modul Stratmodel. Pemeriksaan

model dapat dilakukan baik terhadap table file maupun grid file. Model dari table

file biasanya digunakan bila jumlah data drill holes tidak terlalu banyak, hal ini

disebabkan karena mengolah random data prosesnya sangat lambat terutama jika

menyangkut jumlah data yang besar. Oleh karena itu untuk jumlah data yang

banyak, akan lebih efisien jika kita memeriksa model grid. Contoh model endapan

batubara dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar3.8. Contoh Model Endapan Batubara

3.4.6 Contour

Contour merupakan tampilan garis kontur dari setiap interval yang

didefenisikan dalam schema. Dapat dibuat dari modul Stratmodel dan dibuat

untuk setiap interval maupun surface.

III-17

3.4.7 Quality

Quality adalah definisi untuk menentukan semua parameter yang

berhubungan dengan suatu nilai kualitas batubara tertentu dan akan diakses oleh

semua modul Minescape yang berhubungan dengan quality.

Import Quality Data

Data quality dapat dimasukkan ke dalam Minescape tabel dengan berbagai macam

format seperti Miner2 atau format yang dibuat pengguna.

Terdapat dua metoda dalam memasukkan data quality:

– Memasukkan data ASCII quality dengan menyertakan koordinat X,Y ke dalam

tabel (disebut ASCII Load).

– Memasukkan data ASCII quality yang berkaitan dengan data koordinat drill

hole dan interval ke dalam tabel atau mempergunakan data koordinat drill

hole (disebut DH - Load Predefined atau DH - User Defined).

Komposit Quality

Komposit dapat dilakukan terhadap semua interval dengan menggunakan

koordinat untuk menentukan letak surface atau dapat dilakukan menggunakan

lokasi drill hole dan data interval.

Komposit quality melaksanakan 3 (tiga) fungsi yang penting, yaitu:

– Ply - per - ply data dikompositkan kedalam seam, dapat pula termasuk

dilution.

– Format data yang asli diformat ulang kedalam format yang sesuai untuk

pemeriksaan langsung dari nilai quality interval, misalnya membuat kontur A

seam Ash.

– Membuat tabel surface yang akan dibutuhkan pada saat penghitungan reserve

dilakukan.

III-18

Output grafis dari quality adalah berupa kontur quality atau table quality.

Kemudian kontur quality dan kontur interval (untuk setiap interval) di-overlay

untuk mendapatkan pit potensial berdasarkan batasan parameter kualitas batubara.

III.4 PERHITUNGAN SUMBER DAYA DAN CADANGAN DENGAN SOFTWARE MINESCAPE 4.115c

Penghitungan cadangan dilakukan dengan aplikasi modul OPEN CUT,

dengan beberapa tahapan, yaitu:

• Penentuan pit potensial.

• Pembuatan blok tambang dengan spesifikasi ukuran tertentu.

• Penghitungan cadangan per blok tambang.

• Akumulasi cadangan seluruh blok.

Dalam menentukan jumlah cadangan per blok tambang, aplikasi modul

Open Cut akan menggunakan tahapan berikut:

– Penghitungan luas area batubara per blok; luas areal yang dihitung merupakan

luas areal yang memiliki seam batubara, sedangkan daerah yang tidak

memiliki batubara tidak dihitung.

– Penghitungan volume batubara per blok; luas areal tersebut akan dikalikan

dengan ketebalan sebenarnya (true thickness) dari seam batubara sehingga

didapat volume seam batubara per blok.

– Penghitungan insitu mass per blok; volume batubara per blok akan dikalikan

dengan relatif density blok yang didapat dari quality model.

III-19

3.5 KONSEP PENENTUAN KONDISI BATAS UNTUK

PERHITUNGAN CADANGAN

Geometri lereng merupakan salah satu faktor penting dalam perhitungan

cadangan. Hal ini berkaitan dengan perhitungan ekonomi cadangan bahan galian

tersebut. Penentuan letak pit limit, desain pit, serta besar sudut lereng yang dibuat

merupakan faktor-faktor yang perlu diperhatikan. Untuk mentukan pit limit, dapat

digunakan perhitungan stripping ratio. Dengan melihat volume overburden yang

harus dikupas untuk mendapatkan tonase batubara, maka diketahui pada pit limit

mana dapat menghasilkan keuntungan.

Pit limit sebagai salah satu kondisi batas untuk perhitungan cadangan perlu

didefenisikan dengan menggunakan model. Gambar3.9. menunjukkan cara

menggunakan pit limit untuk mendapatkan final pit dengan memperhitungkan

faktor ekonomi. Perhitungan dilakukan secara berulang-ulang hingga

mendapatkan stripping ratio yang sesuai. Dengan mengekspresikannya dalam

suatu model, maka geometri pit limit dapat di ubah-ubah untuk menghasilkan

stripping ratio yang diinginkan.

Gambar 3.9.

Penentuan Final Pit Limit (Hustrulid, 1995)

III-20

III-21

bab iii dasar teori -...

Documents