Sistem tambang terbuka (surface mining) dimana semua proses penambangan dilakukan di atas permukaan tanah, maka tidak dapat dihindarkan akan adanya air-air yang menggenangi permukaan tanah terutama pada saat musim hujan yang sudah tentu mengganggu pekerjaan penambangan yang telah disebutkan diatas, ditambah lagi harus adanya perbedaan antara air yang bersih dan air yang kotor, karena air yang bersih akan masuk ke dalam sungai-sungai penduduk. Oleh sebab itulah, perlu dilakukan suatu pekerjaan yang dapat memanage air demi kelancaran operasional dan memisahkan antara air bersih yang berasal dari hutan agar tidak bercampur dengan air kotor yang berasal dari area tambang.

Masalah penanganan air pada area tambang mulai terasa ketika musim penghujan telah tiba yaitu antara bulan Oktober sampai dengan bulan April, yang dimana jumlah curah hujan rata-rata bertambah secara significant dibandingkan pada musim kemarau. Maka oleh sebab itu, suatu perusahaan tambang harus mempersiapkan pelaksanaan drainage system ketika musim penghujan mulai tiba.

Ciri utama pada tambang terbuka adalah pengaruh iklim pada kegiatan penambangan. Elemen-elemen iklim seperti hujan, suhu, tekanan udara, dan kelembaban udara dapat mempengaruhi kondisi tempat kerja, unjuk kerja alat dan kondisi pekerja yang selanjutnya dapat mempengaruhi produktivitas tambang. Oleh karena itu harus dilakukan penanganan yang tepat supaya produktivitas tambang tidak terganggu, dalam hal ini akan kita khususkan dalam penanganan air (penyaliran air).

Masalah-masalah yang dapat ditimbulkan oleh limpahan air yang berlebihan ketika musim penghujan pada area produksi pada pit adalah : Menimbulkan kondisi kerja berlumpur sehingga mempengaruhi

produktivitas alat. Merubah kestabilan dinding bench (slope stability). Mengurangi persentase Kesehatan dan Keselamatan Kerja. Mengganggu aktivitas peledakan sehingga harus membutuhkan bahan

peledak water proof seperti ANFO. Menambah Cycle Time pada alat Produksi seperti Waiting Time, Spotting

Time, Queying Time, Manuver Time dll karena kepadatan permukaan kerja berkurang sehingga dapat menimbulkan amblasan ketika Haul Truck berjalan.

Air di area tambang emas dan tembaga dibedakan menjadi dua jenis yaitu air bersih dan air kotor. Air bersih adalah air yang berasal dari air hujan, air limpahan hutan/gunung sedangkan air kotor adalah air tanah yang keluar baik di dasar pit maupun di bidang – bidang crest & toe, tetapi sudah terkontaminasi oleh batuan diatas lapisan batuan ore. Adapun penanganan masalah air ini pada tambang terbuka yaitu : daerah sumur (pit), dengan membuat Sump di dasar pit sebagai tempat menampung air tanah dan air hujan di satu tempat kemudian air tersebut disedot keluar dari pit dengan menggunakan pompa sentrifugal dan pompa submersible secara bertahap dari sump ke level – level diatasnya melalui pipa-pipa karet secara bertahap.

Air pada lokasi tambang umumnya berasal dari:1. Air permukaan

Air permukaan adalah air yang terdapat dan mengalir diatas permukaan tanah. Sumber utama air permukaan pada suatu tambang terbuka adalah air hujan. Curah hujan yang relatif tinggi pada tambang di Indonesia mengakibatkan pentingnya penanganan air hujan yang baik agar produktivitas tambang tidak menurun.

Jenis air ini meliputi:1. Air limpasan (run off) Air Limpasan yaitu air yang mengalir di permukaan,

tidak meresap ke dalam tanah.2. Air buangan (limbah)3. Lapisan aquifer yang telah terpotong (digali).

Penanganan air permukaan bisa dilakukan dengan membuat sumuran (sump) dan saluran air (channel).1. Sumuran (Sump)

Sumuran berfungsi sebagai penampung air sebelum dipompa ke luar tambang. Dengan demikian, dimensi sumuran ini sangat tergantung dari jumlah air yang masuk serta keluar dari sumuran.

2. Saluran Air (Channel)Saluran air di tambang berfungsi untuk menampung limpasan permukaan pada suatu daerah dan mengalirkannya ke tempat pengumpulan (sumuran) atau tempat lainnya.

3. Channel terdiri dari dua macam yaitu Clean Water Channel (Jungle Runoff Channel) dan Dirty Water Channel (Dump Runoff Channel). Clean water channel adalah saluran yang dibuat untuk mengalirkan air bersih yang berasal dari hutan dan mengalirkannya pada sungai penduduk. Sedangkan Dirty Water Channel adalah saluran yang mengalirkan air kotor/air asam yang berasal dari area tambang.Dalam merancang bentuk dan dimensi saluran air atau channel, sangat perlu sekali dilakukan analisis sehingga saluran air tersebut memenuhi hal-hal sebagai berikut : Dapat mengalirkan debit air yang direncanakan. Kecepatan air sedemikian sehingga tidak terjadi pengendapan/sedimentasi. Kecepatan air sedemikian rupa sehingga tidak merusak saluran (erosi).

2.   Air bawah permukaan.

Air bawah permukaan adalah air yang terdapat dan mengalir dibawah permukaan tanah.

Jenis air bawah permukaan ini meliputi:

Air tanahAir tanah adalah air yang bergerak dalam tanah, terdapat di dalam ruang antar butir tanah yang membentuk aliran di dalam retak-retak (crack) dari batuan.

Air rembesan (seepage)Air rembesan (seepage) adalah air limpasan yang masuk kedalam sela-sela pori-pori lapisan batuan ore.

Untuk suatu desain saluran terbuka yang akan diterapkan pada tambang terbuka mempunyai syarat sebagai berikut:1. Dapat mengalirkan debit air yang dihitung.2. Kecepatan air tidak menyebabkan pengendapan atau erosi.3. Kemudahan dalam penggalian saat pembuatan.

Ada beberapa bentuk desain penampang saluran terbuka yang dapat diterapkan, seperti:

-          penampang segi tiga

-          penampang segi empat

-          penampang trapezium

- setengah lingkaran

Tabel bentuk-bentuk umum saluran terbuka dan fungsinya

Selain bentuk-bentuk yang tertera dalam tabel, masih ada bentuk-bentuk penampang

lainnya yang merupakan kombinasi dari bentuk-bentuk tersebut, misalnya kombinasi antara

empat persegi panjang dan setengah lingkaran, yang mana empat persegi panjang pada bagian

atas yang berfungsi untuk mengalirkan debit maksimum dan setengah lingkaran pada bagian

bawah yang berfungsi untuk mengalirkan debit minimum.

Metode Penyaliran Tambang

Metode Penyaliran Tambang

Pengertian dari 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.

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 :

A. 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 airtanah terkumpul pada bagian ini dan selanjutnya dipompa ke atas dan dibuang ke luar daerah penambangan.

B. 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

C. 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 terkumpu pada sumur lalu dihisap dengan pompa.

D. Small Pipe With Vacuum Pump

Cara ini diterapkan pada lapisan batuan yang impermiabel (jumlah air sedikit) dengan membuat lubang bor. Kemudian di masukkan 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.

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:

A. Sistem Kolam Terbuka

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

B. 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 di buang langsung ke tempat pembuangan dengan memanfaatkan gaya gravitasi..

C. Sistem Adit

Cara ini biasanya digunakan untuk pembuangan air pada tambang terbuka yang mempunyai banyak jenjang. Saluran horisontal yang di buat dari tempat kerja menembus ke shaft yang di buat disisi 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.

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.

Perencanaan Saluran Terbuka

Pada perencanaan saluran terbuka ada beberapa faktor lapangan yang perlu

diperhatikan yaitu :

1.    Catchment area/water deviden

Catchment area adalah suatu daerah tangkapan hujan yang dibatasi oleh wilayah

tangkapan hujan yang ditentukan dari titik-titik elevasi tertinggi sehingga akhirnya

merupakan suatu poligon tertutup dengan pola yang sesuai dengan topografi dan

mengikuti kecenderungan arah gerak air. Dengan pembuatan catchment area maka

diperkirakan setiap debit hujan yang tertangkap akan terkonsentrasi pada elevasi

terendah. Pembatasan catchment area dilakukan pada peta topografi, dan untuk

merencanakan sistem penyalirannya dianjurkan menggunakan peta rencana penambangan

dan peta situasi tambang.

2.    Waktu konsentrasi

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan hujan untuk mengalir dari titik

terjauh ke tempat penyaliran. Waktu konsentrasi dapat dihitung dengan rumus dari

“Kirpich”.

tc = HL …………………....................... (3.8)

Keterangan :tc = Waktu terkumpulnya air (menit)

L = Jarak terjauh sampai titik penyaliran (meter)

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

3.    Saluran Terbuka

Bentuk penapang saluran yang paling sering digunakan dan umum adalah bentuk

trapesium, sebab mudah dalam pembuatannya, murah, efisien, mudah dalam

perawatannya, dan stabilitas kemiringan lerengnya dapat disesuaikan dengan keadaan

daerahnya.

Setelah diketahui luas penampang bisa ditentukan jari-jari hidrolis dengan Rumus

Manning. Untuk bentuk saluran yang akan dibuat ada beberapa macam bentuk dengan

perhitungan geometrinya sebagai berikut :

Table 3.3

Tabel 3.4Kemiringan dinding saluran yang sesuai untuk berbagai jenis bahan

Tabel 3.5Sifat-sifat hidrolik pada saluran terbuka

4.    Air limpasan (run off)

Air limpasan adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan

tanah menuju sungai, danau atau laut. Dalam neraca air digambarkan hubungan antara

curah hujan (CH), evapotranspirasi (ET), air limpasan (RO), infiltrasi (I), dan perubahan

permukaan air tanah (dS), sebagai berikut :

CH = I + ET + RO ± dS …………………....................... (3.9)

Besarnya air limpasan tergantung dari banyak faktor, sehingga tidak semua air

yang berasal dari curah hujan akan menjadi sumber bagi sistem drainase. Dari banyak

faktor, yang paling berpengaruh yaitu :

1.    Kondisi penggunaan lahan

2.    Kemiringan lahan

3.    Perbedaan ketinggian daerah

Faktor-faktor ini digabung dan dinyatakan oleh suatu angka yang disebut koefisien

air limpasan. Penentuan besarnya debit air limpasan maksimum ditentukan dengan

menggunakan Metode Rasional, antara lain sebagai berikut :

Q = 0,278 × C × I × A …………………....................... (3.10)

Keterangan:Q = Debit air limpasan maksimum (m3/detik)

C = Koefisien limpasan (Tabel 3.7)

I = Intensitas curah hujan (mm/jam) A = Luas daerah tangkapan hujan (km2)

Penggunaan Rumus Rasional mengasumsikan bahwa hujan merata di seluruh

daerah tangkapan hujan, dengan lama waktu hujan sama dengan waktu konsentrasi.

Perencanaan Sump

Sump merupakan kolam penampungan air yang dibuat untuk menampung air

limpasan, yang dibuat sementara sebelum air itu dipompakan serta dapat berfungsih

sebagai pengendap lumpur. Tata letak sump akan dipengaruhi oleh sistem drainase

tambang yang disesuaikan dengan geografis daerah tambang dan kestabilan lereng

tambang.

Perencanaan Sistem Pemompaan

1.    Tipe sistem pemompaan

Sitem pemompaaan dikenal ada beberapa macam tipe sambungan pemompaan

yaitu :

a.    Seri

Dua atau beberapa pompa dihubungkan secara seri maka nilai head akan bertambah

sebesar jumlah head masing-masing sedangkan debit pemompaan tetap.

b.    Pararel

Pada rangkaian ini, kapasitas pemompaan bertambah sesuai dengan kemampuan debit

masing-masing pompa namun head tetap. Kemudian untuk kebutuhan pompa ada dua hal

yang perlu untuk diperhatikan

2.    Batas Kapasitas Pompa

Batas atas kapasitas suatu pompa pada umumnya tergantung pada kondisi berikut

ini :

a.    Berat dan ukuran terbesar yang dapat diangkut dari pabrik ke tempat pemasangan.

b.    Lokasi pemasangan pompa dan cara pengangkutannya.

c.    Jenis penggerak dan cara pengangkatannya.

d.    Pembatasan pada besarnya mesin perkakas yang dipakai untuk mengerjakan bagian-

bagian pompa

e.    Pembatasan pada performansi pompa.

3.    Pertimbangan ekonomi

Pertimbangan ini menyangkut masalah biaya, baik biaya investasi untuk

pembangunan instalasi maupun biaya operasi dan pemeliharaannya.

4.    Julang total pompa

Julang total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti

direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa.

Settling Pond

Berfungsi sebagai tempat menampung air tambang sekaligus untuk

mengendapkan partikel-partikel padatan yang ikut bersama air dari lokasi penambangan,

kolam pengendapan ini dibuat dari lokasi terendah dari suatu daerah penambangan,

sehingga air akan masuk ke settling pond secara alami dan selanjutnya dialirkan ke

sungai melalui saluran pembuangan.

Dengan adanya settling pond, diharapkan air yang keluar dari daerah

penambangan sudah bersih dari partikel padatan sehingga tidak menimbulkan kekeruhan

pada sungai atau laut sebagai tempat pembuangan akhir. Selain itu juga tidak

menimbulkan pendangkalan sungai akibat dari partikel padatan yang terbawa bersama

air.

Bentuk settling pond biasanya hanya digambarkan secara sederhana, yaitu berupa

kolam berbentuk empat persegi panjang, tetapi sebenarnya dapat bermacam-macam

bentuk disesuaikan dengan keperluan dan keadaan lapangannya. Walaupun bentuknya

dapat bermacam-macam, namun pada setiap settling pond akan selalu ada 4 zona penting

yang terbentuk karena proses pengendapan material padatan. Keempat zona tersebut

adalah :

1. Zona masukan (inlet)

Merupakan tempat masuknya air lumpur kedalam settling pond dengan anggapan

campuran padatan-cairan yang masuk terdistribusi secara seragam.

2. Zona pengendapan (settlement zone)

Merupakan tempat partikel padatan akan mengendap. Batas panjang zona ini

adalah panjang dari kolam dikurangi panjang zona masukan dan keluaran.

3. Zona endapan lumpur (sediment)

Merupakan tempat partikel padatan dalam cairan (lumpur) mengalami sedimentasi

dan terkumpul di bagian bawah kolam.

4. Zona keluaran (outlet)

Merupakan tempat keluaran buangan cairan yang jernih. Panjang zona ini kira-kira

sama dengan kedalaman kolam pengendapan, diukur dari ujung kolam pengendapan.

Ukuran Settling Pond

Untuk menentukan dimensi settling pond dapat dihitung berdasarkan hal-hal

sebagai berikut:

1.    Diameter partikel padatan yang keluar dari kolam pengendapan tidak lebih dari 9 x 10-6

m, karena akan menyebabkan pendagkalan dan kekeruhan sungai.

2.    Kekentalan air

3.    Partikel dalam lumpur adalah material yang sejenis

4.    Kecepatan pengendapan material dianggap sama

5.    Perbandinga dan cairan padatan diketahui

Luas settling pond dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

A = QtotalV ….…………………....................... (3.24)

Keterangan:

A = Luas settling pond (m2)

Qtotal = Debit air yang masuk settling pond (m3/detik)

V = Kecepatan pengendapan (m/dtk)

Dewatering adalah upaya untuk mengeluarkan air yang telah masuk ketempat front penambangan.

a.    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.  

b.    Membuat paritan

            Pembuatan parit sangat ideal diterapkan pada tambang terbuka open cast atau 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.

Geometri Saluran Penirisan :Qsl = K x F R 2/3 x S ½ m3/detikQsl : debit air yg mengalir pd saluran(M3/s)K : faktor kekerasan saluranF : Luas penampang saluran (M2)

R : Jari2 hidraulik (=F/O) (M)O : Keliling penampang saluran (M)S : Kemiringan dsr saluran (%)

c. Sistem Adit

Untuk tamka dengan system opencut yg mempunyai jenjang majemuk (Multiple benches). Di setiap jenjang dibuat adit, dan dari adit ini air buangan diteruskan ke shaft dan dr shaft dialirkan lg ke adit akhir di bagian bawah kemudian langsung dibuang keluar.

Masalah Yang Dihadapi 

Sasaran penyaliran adalah membuat lokasi kerja di areal penambangan selalu kering karena bila tidak terkontrol akan menimbulkan masalah, antara lain :

> lokasi kerja

> jalan tambang becek dan licin

> stabilitas lereng  tambang rawan longsor

> peralatan tambang cepat rusak

> kesulitan mengambil contoh (sampling)

> efisiensi kerja menurun dan

> mengancam keselamatan dan kesehatan  kerja