III-1

Bab III Genesa Batubara

Pembentukan batubara merupakan proses yang komplek yang harus dinilai dan

dipelajari dari berbagai segi. Ada bermacam-macam proses penyebab terbentuknnya

batubara dalam suatu cekungan. Proses-proses tersebut saling mempengaruhi dan

juga saling tergantung satu dengan lainnya. Gambar III.1 menyajikan secara skematik

hubungan dari proses-proses tersebut beserta 10 faktor pembetuk batubara.

Akumulasi batubara hanya terjadi bila terdapat keseimbangan yang tepat dari

parameter-parameter tersebut. Lingkungan pembentukan batubara dapat berupa

lingkungan paralik (air payau) atau limnik (air tawar), tetapi pada umumnya terjadi

pada lingkungan pantai.

Pembentukan tanaman menjadi gambut dan batubara melalui dua tahap yaitu tahap

penggambutan (peatification) dan tahap pembatubaraan (coalification). Tahap

penggambutan disebut juga dengan tahap biokimia dengan melibatkan perubahan

kimia dam mikroba, sedangkan tahap pembatubaraan disebut juga dengan tahap

geokimia atau fisika-kimia yan melibatkan perubahan kimia dan fisika serta

menghasilkan batubara dari lignit sampai antrasit (Cook,1982).

III.1 Penggambutan

Proses penggambutan merupakan salah satu dari tahap pembatubaran biokimia, yaitu

proses ubahan terhadap sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi di dalam suatu rawa

gambut (moor) hingga terbentuknya gambut. Alterasi berlangsung pada permukaan

gambut hingga kedalaman 0,5 meter. Lapisan ini disebut sebagai peactigeic layer

(Teichmueller, 1975). Pada lapisan ini bakteri anaerob, actinomyces, dan jamur

menjadi aktif. Dengan bertambahnya kedalaman, keberadan mikroorganisme tersebut

berkurang dan digantikan oleh bakteri anaerob. Pada kondisi ini proses perubahan

yang berlangsung adalah perubahan kimiawi terutama kondensasi, polimerisasi,

reduksi.

III-2

Gambar III.1. Hubungan faktor-faktor pembentuk batubara (Schlatters 1973)

Proses yang paling penting selama penggambutan adalah pembentukan substansi-

substansi humik. Humifikasi berlangsung dengan adanya suplai oksigen dan

meningkatnya temperatur gambut di bawah lingkungan alkalin. Derajat humufikasi

ini selanjutnya bergantung terhadap fasies dan tidak tergantung kepada kedalaman

(teichmueller dan teichmueller, 1975). Pada profil gambut, kandungan karbon dari

atas ke bawah semakin besar sebagai akibat substansi-substansi yang relatif kaya

akan oksigen pada peatigenic layer, khususnya selulosa dan hemiselulosa

terdekoposisi secara mikrobiologi mengakibatkan pengkayaan lignin yang kaya akan

karbon dan terbentuknya asam humik. Sebaliknya, karena bertambahnya kedalaman

maka tekanan akan meningkat dan kandungan air akan berkurang secara cepat.

Berkurangnya kandungan air ini merupakan parameter yang baik dalam diagnesa

III-3

gambut. Keterdapatan selulosa bebas (tidak terikat secara baik dengan lignin) juga

merupakan indikator yang penting untuk penentuan derajat penggambutan. Untuk

membedakan gambut dengan batubara lunak dapat dipakai beberapa parameter antara

lain kandungan karbon dan air, kehadiran selulosa bebas ,dan kemudahan gambut

untuk dipotong . Perbedaan ini tidak selalu sempurna ketepatannya, karena transisi

dari gambut ke brown coal berlangsung secara gradual sehingga sukar untuk

menentukan batasan yang tepat. Batas antara gambut dengan brown coal umumnya

terjadi pada kedalaman pemendaman antara 200-400 mater (Teichmueller dan

Teichmueller,1975).

III.2 Fasies Batubara

III.2.1 Faktor-faktor Penentu Fasies Batubara

Faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik primer (fasies) batubara antara lain :

1. Tipe Pengendapan

Tipe pengendapan dibedakan atas autochtonous dan allochtonous. Batubara

autochtonous berkembang dari tumbuhan yang ketika tumbang akan

membentuk gambut di tempat dimana tumbuhan itu pernah hidup tanpa

adanya proses transportasi yang berarti. Batubara allochtonous terendapkan

secara detrital dimana sisa-sisa tumbuhan hancur dan tertransportasi kemudian

terendapkan di tempat lain. Batubara allochtonous akan lebih banyak

mengandung mineral oleh karena penambahan material-material lain selama

transportasi.

2. Rumpun Tumbuhan Pembentuk

Berdasar rumpun tumbuhan pembentuk dikenal empat macam tipe rawa yaitu:

• Daerah air terbuka dengan tumbuhan air

• Rawa ilalang terbuka

III-4

• Rawa Hutan

• Rawa Lumut

Pada daerah iklim sedang dan lembab urutan-urutan tipe rawa diatas terdapat

pada gambut yang berkembang di danau (Gambar III.2).

Gambar III.2. Urutan tipe rawa pada gambut yang berkembang di danau

(Taylor et.al., 1998)

3. Lingkungan Pengendapan

Lingkungan pengendapan telmatis (terestial) akan menghasilkan gambut yang

tidak terganggu dan tumbuh secara insitu. Batubara yang terendapkan pada

lingkungan telmatis dan limnik (subakuatik) sulit untuk dibedakan karena

pada rawa hutan (forest swamp) biasanya ada bagian yang berada di bawah

air. Batubara yang terendapkan pada lingkungan payau atau marine dicirikan

oleh tingginya kandungan abu, sulfur, N, dan mengandung fosil laut.

4. Persediaan makanan

Rawa eutrophic, mesotrophic, dan oligotrophic dibedakan dari banyak

sedikitnya bahan makanan yang bisa digunakan. Low moor biasanya

III-5

eutrophic (kaya makanan) karena menerima air dari air tanah yang banyak

mengandung makanan terlarut. High moor adalah oligotrophic (miskin

makanan) karena sirkulasi hanya mengandalkan air hujan. Di bawah kondisi

hidrologi yang seragam maka tumbuhan rawa eutrophic banyak spesiesnya.

Oligotrophic di daerah iklim sedang pada umumnya berupa sphagnum

sedangkan untuk daerah tropis bisa ditumbuhi oleh hutan kayu tetapi tidak

banyak spesiesnya karena rawa jenis ini akan asam (pH 3,5 – 4) dan

kandungan mineralnya sangat rendah.

5. PH, Aktivitas bakteri, dan sulfur

Keasaman gambut sangat mempengaruhi keberadaan bakteri sehingga dengan

demikian akan sangat mempengaruhi sisa tumbuhan. Disamping tipe batuan

dasar dan air yang mengalir masuk ke rawa maka keasaman rawa tergantung

pada rumpun tumbuhan yang ada, suplai O2

, dan konsentrasi asam humin

yang sudah terbentuk. Bakteri hidup dengan baik pada kondisi netral (pH 7-

7,5), jika makin asam maka bakteri akan semakin sedikit dan struktur kayu

akan terawetkan dengan lebih baik.

6. Temperatur

Temperatur permukaan gambut memegang peran yang sangat penting untuk

proses dekomposisi primer. Pada iklim yang hangat dan basah membuat

bakteri hidup dengan baik sehingga proses kimia akinat bakteri bisa berjalan

baik.

III.2.2 Fasies Pengendapan Batubara

Terbentuknya batubara bermula dari pengendapan tumbuh-tumbuhan membentuk

rawa gambut. Rawa gambut dilihat dari jenis tumbuhan pembentuk menurut Martin

dan Glooschenko (1984) dalam Diessel (1982) dibedakan menjadi empat yaitu :

III-6

1. Bog, yaitu sebagai lokasi rawa yang banyak ditumbuhi oleh tanaman lumut

atau tanaman merambat yang miskin kandungan makanan (Damman &

French, 1987).

2. Fen, yaitu lokasi rawa yang kaya akan tumbuhan perdu dan beberapa jenis

pohon lainnya. Umumnya terletak pada lingkungan yang ombrogenik yaitu

transisi antara daerah yang selalu melimpah kandungan air dengan daerah

yang terkadang kering.

3. Marsh, yaitu rawa yang didominasi oleh tumbuhan perdu atau tanaman

merambat yang sering terdapat di sekitar pinggir danau atau laut.

4. Swamp, yaitu daerah basah pada iklim tropis hingga dingin yang tumbuh rawa

yang didominasi tanaman berkayu.

Lingkungan tempat terbentuknya gambut umumnya merupakan tempat yang

mengalami depresi lambat dengan sedikit sekali atau tidak ada penambahan material

dari luar. Pada kondisi tersebut muka air terus mengikuti perkembangan akumulasi

gambut dan mempertahankan tingkat kejenuhannya. Kejenuhan tersebut mencapai

90% dan kandungan air menurun drastis hingga 60% pada saat terbentuknya brown

coal.

Sebagian besar lingkungan yang memenuhi kondisi tersebut diatas adalah berupa

rawa gambut topogenik (low moor). Pada beberapa tempat yang mempunyai curah

hujan sangat tinggi bisa terbentuk rawa gambut onbrogenik (high moor)

Rawa gambut yang besar terbentuk di dataran pantai yang rata (flat coastal plain)

yang umumnya terlindungi oleh tumpukan pasir dalam laguna atau daerah delta.

Batubara yang terbentuk pada lingkungan ini disebut batubara paralik.

Lingkungan pengendapan yang lebih ke arah daratan yaitu di sepanjang sungai, danau

(lakustrin) atau depresi yang lain disebut lingkungan limnik (Teichmuller, 1989).

III-7

Diessel (1992) mengelompokkan tempat terakumulasikannya rawa gambut menjadi

lima kategori yang didasarkan pada penelitian terhadap batubara humik bituminous.

Tiga diantaranya merupakan tipe rawa gambut topogenik yaitu high watertable

dengan kondisi asam, high watertable dengan kondisi netral, dan variable watertable.

Sementara dua kategori yang lain termasuk tipe rawa gambut ombrogenik yaitu

continously wet dan intermittenly dry.

Kategori high watertable terbagi menjadi dua yaitu suasana asam dan netral. Rawa

gambut dengan air melimpah dan suasana asam merupakan lingkungan air tawar.

Sementara rawa gambut dengan air melimpah dan suasana netral merupakan

lingkungan payau atau laut. Kategori dengan muka air yang berubah-ubah (variable

watertable) umumnya terjadi pada dataran banjir yang kadang-kadang pada masa

tertentu kering.

Kategori continuously wet merupakan rawa gambut yang tumbuh berkembang karena

suplai air yang berasal dari curah hujan yang sangat tinggi (daerah tropis). Kategori

intermittenly dry merupakan rawa gambut yang hampir sama dengan kondisi

continuously wet tetapi pada masa-masa tertentu kadang diselingi musim kering.

Kedua kategori ini sangat tergantung terhadap suplai air hujan sehingga lingkungan

pengendapannya cenderung bersifat asam.

Tipe rawa gambut topogenik akan lebih kaya suplai makanan (eutropi) yang berasal

dari material yang dibawa oleh aliran air tawar. Sementara tipe rawa gambut

ombrogenik akan lebih miskin suplai makanan (oligotropi) karena air yang terkadang

di dalamnya didominasi oleh air hujan yang tidak banyak mengandung mineral.

Diessel (1992) membagi lingkungan sedimenter tempat terbentuknya batubara

menjadi 5 bagian yaitu :

III-8

1. Braid Plain

Merupakan dataran aluvial intramontana yang pada daerah ini terendapkan

sedimen kasar (>2mm). Batubara yang terbentuk pada daerah ini merupakan hasil

diagnesa gambut ombrogenik yang mempunyai penyebaran lateral terbatas

dengan ketebalan rata-rata 1,5 m.

Kandungan abu dan sulfur total umumnya rendah, sementara kandungan vitrinit

umumnya tinggi pada daerah tropis. Pada bagian tengah lahan gambut umumnya

kaya akan maseral inertinit (28%) karena suplai makanan yang sedikit. Kadang-

kadang juga ditemukan batubara dengan kandungan abu yang tinggi sampai 20%.

Kandungan abu tersebut kemungkinan berasal dari adanya banjir musiman.

Karena inertinit yang besar maka nilai TPI (Tissue Preservation Index) akan

tinggi yang dapat menunjukkan bahwa tumbuhan asalnya didominasi oleh bahan

kayu. Sementara itu nilai GI (Gelification Index) akan rendah dan secara

makroskopis batubara kelihatan kusam yang dapat menunjukkan bahwa secara

periodik permukaan gambut telah mengalami kekeringan dan teroksidasi.

2. Alluvial Valley and Upper Delta Plain

Dua lingkungan pengendapan ini sulit untuk dibedakan karena adanya kesamaan

litofasies dan sifat batubara yang terbentuk. Transisi dari lembah dan dataran

aluvial dengan dataran delta biasanya melalui sungai stadium dewasa yang

banyak memiliki meander. Endapan sedimen umumnya berupa batupasir yang

berselang-seling dengan batulumpur.

Gambut dapat terakumulasi pada berbagai morfologi seperti rawa-rawa, dataran

banjir (flood plain), dan cekungan banjir (flood basin), bagian terluar dari saluran

sungai, dan lain-lain. Permukaan gambut cenderung selalu basah dan jarang

III-9

mengalami periode kemarau sehingga menghasilkan batubara yang mengkilap

dengan nilai TPI dan GI yang tinggi.

Batubara yang terendapkan dalam lingkungan ini umumnya didominasi oleh

maseral humotelinit. Disamping itu batubara tersebut juga mempunyai kandungan

abu dan sulfur yang relatif jauh lebih rendah dibandingkan batubara yang

terbentuk dalam lingkungan pengendapan lainnya.

2. Lower Delta Plain

Lingkungan pengendapan ini dibedakan dengan upper delta plain dari tingkat

pengaruh air laut terhadap sedimentasi. Batas antara kedua lingkungan

pengendapan tersebut adalah batas tertinggi dari air pasang. Endapan sedimen

pada lower delta plain terutama terdiri dari batulanau, batulempung, dan serpih

yang diselingi oleh batupasir halus.

Pada saat pasang naik, air laut akan membawa makanan ke dalam rawa gambut

sehingga memungkinkan pertumbuhan tanaman yang lebih baik. Di sisi lain

dengan naiknya batas pasang maka akan terendapkan sedimen klastik halus yang

akan menjadi pengotor dalam batubara. Disamping itu pengaruh laut akan

meningkatkan kandungan pirit dalam batubara yang terbentuk dari reduksi sulfat

yang terdapat dalam air laut.

Menurut Horne & Ferm (1987), batubara yang terendapkan dalam lingkungan ini

memiliki penyebaran luas tetapi mempunyai ketebalan yang relatif tipis. Batubara

ini memiliki kandungan inertinit yang rendah dengan nilai GI yang tinggi.

Kandungan huminit terutama didominasi oleh humodetrinit sehingga akan

mempunyai nilai TPI yang rendah. Hal ini menunjukan tingginya proporsi

tumbuhan dengan jaringan lunak dan tingginya biodegredasi pada kondisi Ph

yang relatif tinggi.

III-10

3. Barrier Beach

Morfologi garis pantai dikontrol oleh rasio sedimentasi dengan energi pantai

yaitu gelombang, pasang, dan arus. Jika nilai rasio tinggi maka akan terbentuk

delta namun jika nilai rasio rendah maka sedimentasi akan terdistribusi di

sepanjang pantai.

Rawa gambut pada barrier beach memiliki permukaan yang relatif lebih rendah

terhadap muka air laut sehingga sering kebanjiran. Gambut akan terakumulasi di

suatu tempat jika fluktuasi air pasang tidak tinggi sehingga timbunan material

gambut tidak berpindah tempat. Dengan demikian rawa gambut pada lingkungan

ini sangat dipengaruhi oleh regresi dan trangresi air laut.

Batubara yang terbentuk selama proses regresi dicirikan oleh nilai GI dan TPI

yang rendah dengan kandungan sulfur total yang relatif lebih rendah. Batubara

yang terbentuk selama proses transgresi dicirikan oleh nilai GI dan TPI serta

kandungan sulfur yang lebih tinggi.

5. Estuari

Jika nilai rasio antara sedimentasi dengan energi pantai sangat rendah maka tidak

akan terbentuk endapan delta tetapi yang terbentuk adalah estuari. Sedimen pada

lingkungan pengendapan ini terutama berupa perselingan laminasi batulanau dan

batupasir halus. Batubara yang terbentuk biasanya sangat tipis dan penyebaran

tidak menerus.

III.3 Pembatubaraan

Proses pembatubaraan adalah proses pengubahan gambut menjadi lignit, sub

bituminous, semi antrasit, antrasit, hinga meta antrasit (Tabel III.1).. Tahapan yang

III-11

dicapai oleh batubara dalam deret pembatubaraan ini disebut sebagai peringkat

batubara. Proses perubahan ini biasanya dipisahkan ke dalam dua tahapan, yaitu tahap

biokimia atau diagnesa dan geokimia atau metamorfosis.

III.3.1 Pembatubaraan Biokimia

Merupakan proses pengubahan bahan-bahan organik dari tanaman menjadi gambut

yang di mulai dari proses pembusukan tumbuhan sampai terbentuknya brown coal.

Tahap ini merupakan syarat mutlak pembentukan batubara. Di lingkungan endapan

gambut terbentuk, maka secara vertikal proses biokimia terjadi pada dua zona, yaitu

zona permukaan yang umumnya perubahan berlangsung dengan bantuan oksigen dan

zona tengah sampai kedalaman 0,5 m yang disebut dengan peatigenic layer. Pada

zona peatigenic ini terdapat bakteri aerob, lumut serta actinomyces yang aktif.

Bertambahnya kedalaman, maka bakteri aerob (butuh udara) akan berkurang dan

akan diganti bakteri anaerob (tidak butuh udara). Pada kedalaman 10 m atau lebih,

kehidupan bakteri berkurang dan hanya terjadi perubahan kimia, terutama kondensasi

primer, polimerisasi dan reaksi reduksi. Apabila ditinjau secara vertikal, maka

lapisan gambut paling atas mempunyai pertambahan kandungan karbon relatif cepat

sesuai dengan kedalamannya sampai peatigenic layer, yakni 45%-50% sampai 55%-

60%. Pada kedalaman selebihnya pertambahan kandungan karbon cenderung konstan

dengan kandungan karbon maksimum 64%. Kandungan karbon yang tinggi pada

peatigenic layer ini disebabkan karena pada posisi tersebut kaya akan substansi yang

mengandung oksigen terutama, selulosa dan hemiselulosa yang dirubah secara

mikrobiologi menjadi bentuk baru. Dari keseluruhan proses yang berlangsung, maka

proses yang terpenting adalah proses pembentukan substansi humus. Derajat

humifikasi tergantung pada fasies dan tidak semata-mata bergantung pada kedalaman.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses humufikasi agar beraktifitas dengan

baik adalah :

1. Keasamaan air, bakteri akan hidup dengan baik pada Ph 7,0-7,5

2. Kedalaman , bakteri aerob akan aktif pada kedalaman berkisar 0,5 m

III-12

3. Suplai oksigen, akan menurun sejalan dengan kedalaman

4. Temperatur lingkungan, temperatur yang hangat akan mendukung kehidupan

bakteria

Menurut Cook (1982), tahap biokimia atau awal pembatubaraan (kimia-fisika) akan

menentukan tipe batubara. Tipe batubara berhubungan dengan jenis material yang

berasal tumbuhan dan perubahan selama pemisahan material tersebut pada tahap

biokimia serta tidak tergantung dari tahap kimia-fisika. Berbagai senyawa yang

berasal dari tumbuhan terawetkan dalam sedimen atau gambut dengan tingkat yang

berbeda-beda. Senyawa-senyawa protein dan gula cenderung terhidrolisa, pertama

selulosa akan diubah menjadi glukosa dengan cara hidrolisis. Jika suplai oksigen

berlangsung terus, maka proses ini akan menuju pada penguraian lengkap dari

senyawa organik. Selanjutnya bagian-bagian dari material-material tumbuhan

tersebut cenderung membentuk koloid dan umumnya disebut sebagai asam humus

(humic acid). Pada tahap ini, lemak dan material resin umumnya mengalami

perubahan sedikit.

III.3.2 Pembatubaraan Geokimia

Proses pembatubaraan geokimia adalah perkembangan gambut menjadi lignit, sub-

bituminous, bituminous, antrasit, sampai metaantrasit. Tahapan yang dicapai oleh

batubara dalam deret pembatubaraan ini disebut sebagai peringkat batubara (Tabel

III.1). Pada tahap pembatubaraan ini yang berperan adalah temperatur, waktu dan

tekanan yang mendukung perubahan-perubahan struktur kimia dan físika.

Tekanan yang bertambah besar pada proses pembatubaraan akan menyebabkan

penurunan porositas dan anisotropi ini pararel dengan bidang pelapisan dan bisa

dikorelasikan dengan tekanan overburden. Selanjutnya derajat pembatubaraan

ditentukan oleh perubahan komposisi kimianya (C, H, O dan VM) atau dengan sifat

optis (reflektansi Vitrinit).

III-13

Selama tahap hard brown coal (lignit-sub bituminous) maka sisa terakhir dari

selulose dan lignin ditransformasikan menjadi material humik. Asam humik

terkondensasi menjadi molekul yang lebih besar dan kehilangan sifat keasamannya

membentuk humin yang tak larut dalam alkali.

Perubahan paling menonjol pada batas antara peringkat sub bituminous C dan B

adalah perubahan petrografis yang disebabkan oleh proses gelifikasi geokimia

(vitrinisasi) dari substansi humik yang berubah menjadi hitam mengkilap.

Pada tahap antrasit di cirikan oleh turunnya hidrogen dan perbandingan H terhadap C

secara drastis, bertambah kuatnya reflektivitas dan anisotropisme.

III.3.3 Penyebab Pembatubaraan

Faktor-faktor biokimia merupakan bagian yang penting pada petunjuk awal dari

proses pembatubaraan. Dekomposisi mikrobiologi, hanya dapat berlangsung selama

jamur dan bakteri mampu menjadi perusak material. Padahal aktifitas jamur ini hanya

berlangsung pada peatigenic layer (kurang dari 50 cm dari permukaan). Pembentukan

lignit tidak dapat dipengaruhi oleh organisme lain. Efek perlakuan bakteri ini

berkurang dengan cepat bila kedalaman bertambah. Pada kedalaman yang ekstrim

proses dekomposisi bakterial tidak akan memungkinkan lagi. Proses pembatubaraan

selanjutnya diakibatkan karena adanya kenaikan temperatur dan tekanan serta

lamanya proses ini berlangsung (teichmueller dan teichmueller,1975).

III.3.3.1 Pengaruh temperatur

Bukti adanya pengaruh temperatur terhadap pembatubaran dapat diamati pada

batubara yang mengalami kontak metamorfisme. Kenaikan peringkat batubara juga

dapat diamati pada kedalaman yang lebih besar (Hukum Hilt) yang disebabkan oleh

kenaikan temperatur akibat bertambahnya kedalaman. Menurut Hilt, kecepatan

III-14

peningkatan peringkat bergantung pada gradien geothermal. Pergerakan tektonik

yang cepat sepanjang sesar mungkin menyebabkan pembatubaraan setempat akibat

panas gesekan, namun umumnya pergerakan ini lambat sehingga panas gesek tersebut

habis sebelum mempengaruhi batubara.

Tabel III.1. Peringkat (rank) batubara (Stach et. Al., 1982)

RANK German USA

Refl. Rmoil

Vol.M d.a.f %

Carbon d.a.f

Vitrinite Cal. Value

Btu/Lb (Kcal/Kg)

Applicability of Different Rank Parameter

Torf Peat

Weich-

Matt-

Glanz-

Flamm-

Gasflamm-

Gas-

Fett-

Ess-

Mager-

Anthrazit

Meta-Anthr

S t e I n k o h l e

B r a u n k o h l e

Lignite

Sub- Bit.

C B A

C B

A H i g h V o l . B i t u m i n o u s

Medium Volatile

Bituminous

Low Volatile

Bituminous

Semi Anthracite

Anthracite

Meta Anthracite

0.2

0.3

0.4

0.5 0.6 0.7 0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

3.0 4.0

ca.60

ca.71

ca.77

ca.87

ca.91

ca.75

ca.25

ca.8-10

Bed Moisture

ca.35 7200 (4000)

9900 (5500)

12600 (7000)

15500 (8650)

15500 (8650)

B e d M o i s t u r e ( a s h - f r e e )

C a l o r i f i c V a l u e ( m o i s t a s h - f r e e )

H y d r o g e n ( d . a . f )

V o l a t i l e m a t t e r ( d r y a s h - f r e e )

C a r b o n ( d r y a s h - f r e e )

R e f l e c t a n c e o f v i t r i n i t e

M o i s t X - r a y

D i f f r 4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

III-15

Gambar III.3. Peningkatan tahap pembatubaraan dengan bertambahnya kedalaman

dan hubungannya dengan parameter-parameter kualitas batubara

(Teichmueller dan Teichmueller,1975)

III.3.3.2 Pengaruh Waktu

Pengaruh waktu dalam pembatubaraan dijelaskan oleh Teichmueller dan

Teichmueller (1975) berdasarkan hasil penyelidikannya terhadap batubara di Gulf

Coast, Lousianan dan Jerman barat daya. Dari hasil analisis terhadap contoh dari

kedua daerah tersebut yang di ambil pada kedalaman yang sama ternyata memberikan

peringkat yang bebeda karena batubara yang pertama berumur miosen atas

sedangkan yang kedua berumur karbon.

III.3.3.3 Pengaruh tekanan

Pengaruh tekanan akibat lapisan tanah penutup merupakan salah satu faktor penyebab

pembatubaraan. Tekanan mempunyai efek pada kekompakan sehingga dengan

sendirinya juga kadar air batubara menjadi berkurang.

III-16

III.4 Maseral dalam Batubara

Material organik pembentuk batubara disebut maseral dan dapat dianalogikan dengan

mineral sebagai pembentuk batuan. Pengelompokan maseral ditentukan pada

kenampakan optis di bawah mikroskop berdasarkan perbedaan morfologi, ukuran,

relief, struktur dalam, komposisi kimia, warna pantulan, intensitas pantulan, dan

tingkat pembatubaraan. Heterogenitas maseral ini dikelompokkan menjadi tiga

kelompok maseral yang terbagi lagi menjadi beberapa sub kelompok maseral,

masing-masing sub kelompok maseral terdiri atas maseral-maseral. Dasar klasifikasi

maseral yang digunakan dalam tulisan ini adalah International Comite for Coal

Petrology (1985) (Tabel III.3).

III.4.1 Grup Maseral Huminit/Vitrinit

Grup ini berasal dari tumbuh-tumbuhan yang mengandung serat kayu seperti batang,

dahan, akar, dan serat daun. Huminit merupakan bahan utama penyusun batubara

Indonesia (>80%). Terdiri dari humotelinit yang berasal dari jaringan tumbuhan

phytoclass, humodetrinit yang berupa detritus berasal dari pecahan huminit lainnya,

dan humokolinit yang terbentuk dari jaringan berstruktur koloid. Di bawah

mikroskop grup maseral ini memberikan warna pantul yang lebih terang daripada

kelompok liptinit, namun lebih gelap daripada kelompok inertinit, berwarna mulai

dari abu-abu tua sampai abu-abu sangat muda. Kenampakan warna di bawah

mikroskop tergantung dari tingkat ubahannya., semakin tinggi ubahannya maka

warnanya akan lebih terang. Grup huminit mengandung unsur hidrogen dan zat

terbang yang presentasenya berada di antara inertrinit dan liptinit.

III.4.2 Grup Maseral Liptinit

Grup ini berasal dari jenis tanaman tingkat rendah seperti spora dan ganggang serta

bagian kecil dari tumbuhan seperti kutikula, resin dan lain-lain. Terdiri dari 9 jenis

III-17

maseral yaitu alginit (alga), sporinit (spora dan butiran pollen), kutinit (kutikula),

resinit (resin), eksudatinit (maseral sekunder yang terbentuk pada awal peringkat

bituminous), suberinit (serat gabus), liptodetrinit (berasal dari detrius liptinit lainnya),

fluorinit, dan bituminit.

Kenampakan di bawah mikroskop berwarna kuning muda hingga kuning tua di

bawah sinar fluoresen, sedangkan di bawah sinar biasa kelompok ini terlihat

berwarna abu-abu hingga gelap. Grup liptinit mempunyai kandungan hidrogen paling

banyak di antara dua grup maseral lainnya.

Tabel III.2. Klasifikasi maseral menurut ICCP (1985).

III-18

III.4.3 Grup Maseral Inertinit

Grup maseral ini diduga berasal dari tumbuhan yang sudah terbakar (charcoal) dan

sebagian dari hasil proses oksidasi maseral lainnya yang disebabkan oleh jamur dan

bakteri.

III.4.4 Proses pembatubaraan pada grup maseral

Selama proses pembatubaraan, grup maseral vitrinit dan liptinit akan mengalami

pengkayaan kandungan karbon Gambar III.4. Dengan meningkatnya pembatubaraan,

oksigen dan zat-zat terbang berkurang dan kandungan karbon meningkat. Hidrogen

bertambah dalam jumlah yang sedikit, kemudian berkurang setelah melewati tahap

coking coal. Proses aromatisasi akan meningkat secara progresif dan fraksi-frsaksi

non aromatik akan berkurang.

Proses pembatubaraan pada maseral vitrinit/huminit berlangsung dalam empat tahap

(Teichmueller, 1982 dalam Bustin et al., 1983) keempat tahap yang dilalui oleh

maseral vitrinit/huminit dalam proses pembatubaraan tersebut adalah :

1. Selama tahap high volatile bituminous, yang berhubungan dengan tingkat

kematangan bahan-bahan organik.

2. Pada tahap medium volatile bituminous yang berhubungan dengan reduksi

oksigen dan awal pembentukan metana.

3. Batas antara semiantrasit dan antrasit yang berhubungan dengan pelepasan

hidrogen dan metana dalam jumlah besar.

4. Batas antara antrasit dengan metaantrasit yang berhubungan dengan pelepasan

hidrogen lebih lanjut dan meningkatnya aromatisasi.

Sifat-sifat petrografis maseal huminit/vitrinit berubah secara teratur dengan

meningkatnya proses pembatubaraan. Di bawah sinar pantul, reflektansinya akan

meningkat, sedangkan pada sinar tembus akan berwarna gelap hingga opak. Struktur

III-19

sel dan jaringan pada tahap awal akan mudah dikenali. Pada tahap low volatile

bituminous, hanya sedikit struktur sel yang dapat dikenali dan pada tahap semi

antrasit-antrasit, struktur sel hanya dapat dikenali dengan pengetsaan.

Liptinit baru menunjukan perubahan setelah melewati tahap sub bituminous dengan

adanya reduksi terhadap zat-zat terbang dan kenaikan kandungan karbon. Pada tahap

medium volatile bituminous, liptinit mengalami proses pembatubaraan kedua akibat

reduksi hidrogen dan zat-zat terbang. Di bawah sinar pantul, liptinit lebih gelap

daripada maseral huminit/vitrinit pada peringkat rendah. Dengan meningkatnya

pembatubaran, liptinit berkembang menjadi lebih terang hingga kadang-kadang sukar

dibedakan dengan vitrinit pada peringkat yang tinggi. Di bawah sinar ultra violet

intensitas total fluoresen liptinit menurun secara progresif dengan meningkatnya

kematangan. Pada batubara low volatile bituminous, intensitas fluoresen liptinit

sangat lemah. Di bawah sinar tembus liptinit pada awalnya berwarna kuning muda,

kemudian berkembang menjadi lebih gelap hingga akhirnya dapat menjadi opak.

Gambar III.4. Diagram Van Krevelen yang menunjukkan perbandingan oksigen dan

hidrogen ketiga grup maseral dengan karbon (Tissot dan Welte, 1978.

Sumber, Bustin et al., 1983)

III-20

III.5 Indikator Fasies Batubara

III.5.1 Pengawetan Struktur Jeringan dan Derajat Gelifikasi

Diessel (1992) telah memperkenalkan sebuah diagram dengan menggunakan dua

parameter utama yaitu Tissue Presevation (TPI) dan Gelification Index (GI). Kedua

parameter tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumusan yang

dimodifikasikan untuk batubara rank rendah sebagai berikut:

TPI menunjukkan perbandingan struktur jaringan yang masih terjaga terhadap

struktur jaringan yang sudah terdekomposisi. GI merupakan perbandingan komponen

yang tergelifikasi terhadap komponen yang terfusinitkan. TPI juga dapat

menunjukkan tingkat humifikasi gambut dalam proses penggambutan. Sementara itu

GI berhubungan dengan kontinuitas kelembaban gambut. Lamberson et.al. (1991)

melakukan modifikasi terhadap GI bahwa disamping menunjukkan tingkat gelifikasi

juga merupakan kebalikan indeks oksidasi.

Dalam penelitian ini akan digunakan modifikasi yang telah dilakukan oleh

Lamberson et.al. (1991). Disamping itu modifikasi tambahan juga diperlukan untuk

menyesuaikan dengan batubara daerah penelitian yang mempunyai rank rendah (sub-

bituminous).

Harga TPI > menunjukkan batubara lebih cenderung berasal dari tumbuhan kayu.

Dalam kasus TPI < 1 maka huminit akan disertai oleh cutinit yang biasanya sangat

cepat terhancurkan oleh air laut. Kombinasi antara kandungan densinit/detrogelinit

dan kutinit yang banyak dengan kandungan telinit dan telocolinit yang sedikit

rinitInertoitDesmocolinrinitVitroitFuitSemifuinitPseudovitrtTelocoliniTelinitTPI

detdetsinsin

++++++

=

)(min

macrinitkecualiInertinitnitGeloinertiitHu

GI−

+=

III-21

memberikan gambaran bahwa batubara berasal dari serat lunak tumbuhan perdu pada

suatu lingkungan marsh. Harga TPI yang tinggi mengidentifikasikan suatu keadaan

banyaknya jaringan tumbuhan terawetkan dengan baik. Sementara itu harga TPI yang

tinggi juga dapat menggambarkan tingginya kandungan maseral semifusinit dan

fusinit yang merupakan hasil dari proses oksidasi menerus atau pembakaran.

Gelifikasi akan memberikan tiga gambaran utama yaitu:

1. Tingkat gelifikasi menunjukkan basah/keringnya kondisi pembentukan

batubara. Hal ini terjadi karena gelifikasi membutuhkan keadaan lembab yang

menerus.

2. Tingkat gelifikasi merupakan indikator pH relatif karena efektivitas aktivitas

mikroba membutuhkan keadaan asam yang rendah.

3. Tingkat gelifikasi dapat juga menjadi ukuran proses diagenesa selama

gelifikasi biokimia, sebagian bagian dari humifikasi singenetik yang

kemudian digantikan oleh gelifikasi epigenetik.

Harga GI juga akan mengidentifikasikan tingkat oksidasi. Harga GI yang berkurang

mengidentifikasikan kenaikan tingkat oksidasi. Kombinasi TPI dan GI juga akan

menunjukkan tingkat dekomposisi. Harga TPI dan GI yang tinggi (>1) akan

mengidentifikasikan tingkat dekomposisi aerobik yang rendah. Sedangkan tingkat

dekomposisi anaerobik atau dekomposisi aerobik yang terbatas atau menengah

dicirikan dengan harga GI yang tinggi dan TPI yang rendah.

III-22

Gambar III.5. Diagram pengawetan struktur jaringan dan tingkat gelifikasi

(Lamberson, 1991)

III.5.2 Pengaruh Airtanah Terhadap Gambut dan Batubara

Salah satu parameter untuk pembentukan suatu lahan gambut adalah kondisi tingkat

pengaruh pengaruh airtanah yang direpresentasikan melalui nilai GWI (groundwater

index). Pengaruh ini berhubungan dengan kontinuitas air hujan dan suplai nutrisi/ion

yang terdapat dalam air (Kulczynski, 1949; Grosse-Brauckmann, 1979; Tallis, 1983;

Moore, 1987 dalam Calder et.al, 1991).

Faktor-faktor utama pengaruh airtanah terhadap pembentukan maseral vitrinit di

dalam proses degradasi gambut adalah:

III-23

1. Kerentanan beberapa jaringan tumbuhan terhadap proses penghancuran

kondisi fisik (Teichmuller, 1989).

2. Ketahanan jaringan tumbuhan proses penghancuran biokimia (gelifikasi).

3. Terbukanya jaringan tumbuhan terhadap kondisi yang baik didalam proses

gelifikasi biokimia (Teichmuller, 1989).

Pada lingkungan rawa yang berkembang menjadi kondisi rawa di bawah pengaruh air

tanah yang semakin berkurang akan menghasilkan gambut yang lebih baik (Grosse-

Brauchmann, 1979; Tallir, 1983; Moore, 1987; dalam Calder et.al, 1991). Bukti

kondisi ini dapat terlihat pada lapisan batubara yang menunjukkan perubahan-

perubahan tendensi umum secara vertikal. Perubahan tendensi umum tersebut

diantaranya adalah penurunan kadar abu dan sulfur, kenaikan pengawetan jaringan

tumbuhan, penurunan gelifikasi biokimia, dan penurunan maseral liptinit yang

berasal dari lingkungan air (Calder et.al, 1991).

Perbandingan antara substansi yang tergelifikasi kuat seperti gelinit dan korpohuminit

dengan yang tergelifikasi lemah seperti humotelinit dan humodtrinit digunakan untuk

merefleksikan derajat gelifikasi. Derajat gelifikasi tergantung pada persediaan air dan

pH (Calder et.al, 1991). Gelokolinit adalah produk gelifikasi biokimia dari lignin

(Teichuller, 1982) yang terdapat dalam tumbuhan berkayu. Sedangkan detrogelinit

dan densinit adalah produk dari pohon-pohonan perdu yang dikenal kaya akan

selulose (Teichmuller, 1989).

III-24

Gambar III.6. Diagram pengaruh air tanah dan derajat vegetasi dalam pembentukan

gambut (Calder, 1991).

Pada hutan gambut resen oleh Esterle et.al (1989) menemukan bahwa kandungan

selulose ke arah permukaan gambut semakin naik walaupun menurut Casagrande

(1985) selulose seharusnya berkurang akibat pengahancuran secara aerobik.

Kebalikan ini terjadi dimana jaringan yang tergelifikasi kuat adalah juga merupakan

produk bahan asal yang memang lebih banyak tumbuhan perdu sehingga semakin ke

atas semakin tinggi kandungan selulosenya. Formula yang telah dimodifikasi untuk

batubara rank rendah yang menunjukkan perbandingan substansi tergelifikasi tersebut

adalah sebagai berikut:

itdesmokolinttelokoliniteliniteralitcorpokolintgelokoliniGWI

++++

=min

III-25

Tumbuhan asal yang kaya dengan lignin akan diubah menjadi batubara dengan

kandungan humotelinit, fusinit, dan semifusinit yang tinggi. Dalam kondisi ini

suberinit dan resinit adalah maseral penyerta. Tumbuhan asal perdu melalui proses

pembatubaraan akan membentuk batubara yang kaya akan detrogelinit, inertodetrinit,

dan liptodetrinit (Teichmuller, 1989). Kondisi subaquatik seharusnya akan

diindikasikan oleh kehadiran maseral alginit sporinit dan kutinit mempunyai

distribusi yang sama pada batubara yang terbentuk dari tumbuhan bawah air.

Dalam penelitian ini diinterpretasikan maseral detrogelinit merupakan hasil gelifikasi

dari maseral densinit, sementara maseral telogelinit merupakan hasil gelifikasi dari

eu-ulminit. Dengan demikian harga VI dapat ditentukan dengan formula yang telah

dimodifikasikan untuk batubara rank rendah sebagai berikut :

III.6 Gas dalam Batubara

III.6.1. Batubara sebagai asal gas metana (source gas metana)

Coalbed Methane (Gas Metana Batubara) adalah “an inherent by product gas” yang

dihasilkan dari proses alami, gas metana (CH4) yang terperangkap dan terserap di

dalam permukaan internal batubara (pori-pori batubara) selama masa pembatubaraan

(coalification) (USGS, 2006). Proses Pembatubaraan sebagai proses transformasi dari

gambut menjadi batubara ditandai oleh menurunnya proses biokimia. Proses yang

mulai berperan proses fisikakimia yang diakibatkan tekanan overburden dan gradien

temperatur. Selama proses, gas (terutama gas metana) terbentuk oleh proses biogenik

(dekomposisi material organik) dan proses termogenik (peningkatan temperatur). Gas

Metana (CH4

) terbentuk pada awalnya dengan Biogenic Process yang selanjutnya

dipengaruhi oleh Thermogenic Process..

cutinitsporinitrinitliptorinitinertoitdesmokolinitresuberinititsemifuitfuttelokolinitelinitVI

+++++++++

=detdet

sinsinsin

III-26

Lignite Sub-Bituminous GraphiteAnthraciteBituminous

Modified from Hunt(1979)

200 C 1500 C 2000 C

Biogenic Methane

Thermally Derived Methane

Metana dapat terbentuk dalam 2 proses (Gambar III.7), yaitu :

• Metana Termogenik (Thermogenic methane), yaitu gas metana yang terbentuk

selama proses pembatubaraan, akibat kenaikan suhu dan tekanan.

• Metana Biogenik (microbial methane), yaitu gas metana yang terbentuk akibat

aktifitas mikrobiologi. Terbentuk pada fase awal proses pembatubaraan, dengan

temperatur rendah.

Gambar III.7. Hubungan antara Gas in Place dengan rank batubara (USGS, 2006)

Sumber karbon dari metana termogenik adalah murni dari batubara, sedangkan

metana biogenik dapat berasal dari fosil atau biomass masa kini. Umumnya

kedalaman adalah antara 1500 feet ( 450 m) sampai dengan 4500 feet ( 1400 m).

Gas biogenik dihasilkan akibat aktifitas bakteri di dalam CO2, dimana metabolisme

methanogens (bakteri anaeorobik) menggunakan H2 dan CO2

untuk mengkonversi

acetate menjadi metana.

Mekanisme hidrologi juga merangsang pertumbuhan aktifitas bakteri di dalam air

tanah yang melewati permukaan batubara. Kemudian unsur oksigen dalam air

mendukung proses aerobik bakteri. Ketika oksigen, nitrat, oksida dan sulfat dalam

airtanah terkonsumsi, maka proses anaerobik bakteri mulai tumbuh.

III-27

Gambar III.8. Pembentukan metana (USGS, 2006)

Potensi pembentukan metana secara langsung akan berkaitan dengan komposisi

maseral, maseral yang mengandung banyak hidrogen akan lebih banyak

menghasilkan metana. Sebagai contoh berdasarkan data dari Levine (1992), batubara

dengan komposisi yang hampir seluruhnya vitrinit menghasilkan sekitar 4700 scf/ton

(147 cm3/gram) dengan reflektansi vitrinit antara 0,5 %-2%. Batubara dengan

komposisi 90% vitrinit dan 10% sporinit akan menghasilkan 5900 scf/ton ( 183

cm3

/g) dengan reflektansi vitrinit yang sama. Estimasi ini adalah berdasarkan pada

asumsi bahwa hanya metana dan karbondioksida yang dihasilkan selama proses

pembatubaraan. Batubara yang kaya akan inertrinit tidak akan menghasilkan metana

yang banyak karena inertrinit relatif berpotensi kecil untuk menghasilkan

hidrokarbon.

Maseral vitrinit yang terdapat dalam batubara peringkat rendah dapat dengan mudah

terhidrogenisasi, sedangkan untuk batubara peringkat tinggi harus melalui proses

khusus. Maseral liptinit cocok untuk proses hidrogenisasi karena liptinit mempunyai

III-28

kandungan hidrogen yang tinggi. Maseral Inertinit dalam hampir semua batubara

tidak cocok untuk proses hidrogenisasi karena kandungan hidrogen yang rendah.

Berdasarkan cara eksploitasinya, gas metana batubara dibagi menjadi:

1. Coalbed methane (CBM): adalah gas metana yang dihasilkan melalui lubang bor

pada lapisan batubara yang belum ditambang.

2. Coalseam methane (CSM): adalah gas metana yang dihasilkan dari tambang

batubara aktif.

3. Coalmine methane (CMM): adalah gas metana yang keluar atau dihasilkan dari

tambang yang telah ditinggalkan.

III.6.2. Batubara sebagai penyimpan gas (reservoir gas)

Kemampuan dari suatu lapisan batubara dalam menyimpan gas sangat bervariasi,

yang merupakan fungsi dari:

1. Temperatur dan tekanan reservoir

2. Komposisi dan sifat-sifat batubara

3. Struktur micro-pore dan sifat permukaan dari batubara

4. Sifat molekuler dari gas yang terserap/tersimpan.

Menurut Saghafi (2001), penentuan karakter batubara sebagai resevoir gas tergantung

pada beberapa parameter yaitu:

1. Batubara sebagai penyimpan gas

a. Kandungan gas (gas content)

b. Sorption isotherm

c. porositas

2. Batubara dalam mengalirkan gas

a. difusitas

b. permeabilitas

III-29

Sedangkan porositas batubara itu sendiri dibagi 2 jenis, yaitu:

1. Pori mikro (micropores) yaitu matrik batubara dimana terdapat permukaan

internal.

2. Pori makro (macropores) yaitu sistem rekahan/kekar (cleats) batubara.

Sebagian besar pori batubara (kurang lebih 85%) merupakan matrik (pori mikro)

yang mempunyai permukaan internal yang luas. Dibandingkan dengan reservoir gas

konvensional batubara dapat menyimpan gas yang lebih besar karena disamping gas

bebas yang berada dalam pori, batubara juga menyerap gas dalam permukaan internal

pori mikro (Gambar III.9). Batubara yang terdiri dari maseral-maseral berfungsi

sebagai source dan sekaligus reservoir. Metana terperangkap dalam batubara secara

adsorpsi yaitu suatu proses dimana molekul gas dikelilingi oleh arus listrik lemah dan

terikat pada molekul organik solid pembentuk batubara. Terikatnya molekul gas

dalam permukaan internal matrik adalah karena beberapa gaya ikat berikut ini:

1. gaya dispersi (Ikatan Van der Walls)

2. gaya repulsi

3. gaya electrostatic (ikatan dipole-dipole)

4. ikatan kimia

Gas diserap dalam permukaan internal yang luas, walaupun volume pori sangat kecil,

namun permukaan pori dalam batubara sangat luas. Untuk beberapa batubara

permukaan internal dapat mencapai ratusan m2

per gram-nya, sehingga dapat

menyerap gas yang banyak. Banyaknya gas yang diserap adalah fungsi dari tekanan

gas terhadap volume pori. Dan total volume gas yang diserap tergantung pada pori-

pori yang belum terisi (bebas) (Gambar III.10) . Hubungan antara jumlah gas yang

diserap dan tekanan pada suatu temperatur disebut sebagai adsorbtion isotherm

(Gambar III.11), dan ini merupakan dasar dari sifat dan karakteristik batubara sebagai

penyimpan gas.

III-30

Gambar III.9. Porositas dan penyerapan gas pada permukaan internal (matrik)

batubara (Saghafi, 2001)

Gambar III.10. Perubahan porositas berdasarkan Rank (Faiz et.al, 2004)

Jika tekanan gas dalam batubara yang insitu tiba-tiba menurun sesuai dengan tekanan

udara luar, maka gas akan keluar dari batubara sampai mencapai kesetimbangan baru

antara tekanan dan kandungan gas. Waktu yang dibutuhkan untuk semua gas keluar

sehingga mencapai kesetimbangan tergantung dari karakteristik batubara dalam

mengalirkan gas.

III-31

Gambar III.11. Sorption Isotherm CH4

(disederhanakan) untuk berbagai tingkatan

Rank (Kim, 1977)

Gambar III.12. Hubungan antara jumlah gas dengan rank batubara (USGS, 2006)

III-32

Gambar III.13. Hubungan antara batubara sebagai penghasil gas dan sebagai

penyimpan gas (dimodifikasi dari Rice, 1993; Sumber: USGS,

2006)

Gas terperangkap dalam batubara bersama air pada sistem rekahan batubara sebagai

permeabilitas primer. Rekahan-rekahan tersebut terbentuk bersamaan dengan proses

pembatubaraan (Syngenetic). Rekahan tersebut disebut cleats, cleats terbentuk pada

kondisi regangan akibat memadatnya matrik batubara selama proses dewatering dan

devolatilization. Cleats tersebut umumnya orthogonal dan hampir tegak lurus dengan

perlapisan. Selain rekahan syngenetic, rekahan dapat terjadi secara post-genetic akibat

pengaruh tektonik.

Secara geometri rekahan pada batubara dibagi 2 :

1. Rekahan yang bersifat lebih menerus disebut face cleats sebagai rekahan

primer.

2. Rekahan yang kurang menerus disebut butt cleats

III-33

Gambar III.14. Diagram ilustrasi cleats didalam batubara (USGS dan Schlumberger,

2006).

Komposisi maseral akan menentukan jumlah gas yang diserap. Maseral yang

mempunyai permukaan internal yang luas, dapat menyerap mencapai ratusan m2

per

gram-nya. Grup maseral vitrinit dan atau inertinit pada umumnya mempunyai

proporsi yang besar dalam batubara, sedangkan liptinit mempunyai proporsi yang

kecil. Untuk itu beberapa ahli telah melakukan penelitian dalam membandingkan

banyaknya kandungan gas metana yang dapat diserap antara maseral Vitrinit dengan

Inertinit, seperti Tabel III.8. Batubara Indonesia dan Buanajaya pada khususnya

mempunyai komponen vitrinit yang sangat besar di bandingkan inertinit (<2%)

maupun liptinit (<2%), sehingga dalam studi ini lebih diarahkan ke hubungan

parameter-parameter dengan prosentase vitrinit, sedangkan inertinit dan liptinit

digunakan sebagai data pembanding saja.

III-34

Tabel III.3. Perbandingan banyaknya kandungan gas metana antara maseral vitrinit

dan inertinit menurut beberapa peneliti (Faiz et.al, 2004)

III.6.3. Pengukuran Kandungan Gas

Ada dua cara untuk mengestimasi jumlah kandungan gas di dalam lapisan batubara,

yaitu:

1. Metoda tidak langsung, dimana data desorption (pengukuran gas yang dapat

diserap oleh suatu volume batubara) tidak tersedia, sehingga data storage

capacity, coal rank dan kedalaman reservoir yang digunakan untuk mengestimasi

kandungan gas.

2. Metoda langsung, menggunakan batubara yang langsung diambil dari inti bor dan

dimasukkan ke dalam canister yang tertutup rapat untuk kemudian dilakukan

pengukuran, hingga diperoleh volume gas yang dapat diserap oleh sampel

batubara tersebut.

III-35

Metoda pertama untuk menghitung jumlah maksimum gas yang dapat diserap oleh

suatu batubara, dilakukan metoda adsorption isotherm. Batubara yang telah

dihancurkan, dimasukkan kedalam suatu tabung dan kemudian gas metana

diinjeksikan ke dalam tabung tersebut hingga jenuh untuk suatu tekanan tertentu.

Jumlah gas yang diinjeksikan tersebut merupakan jumlah maksimum gas yang dapat

diserap.

Metoda kedua yaitu gas desorption adalah cara untuk menentukan jumlah gas yang

terkandung didalam suatu sampel batubara. Peralatan yang dibutuhkan dalam uji ini

adalah sebagai berikut:

1. Canister, tempat untuk meletakkan sampel (core) yang baru diambil dari

pemboran. Pada bagian atas canister ini terdapat gas release valve dan lubang

kecil untuk mengukur temperatur di bagian dalam. Pada bagian bawah, ditutup

oleh plug, sehingga tidak ada gas yang dapat keluar dari canister

2. Water bath, berguna untuk menyesuaikan temperatur (memanaskan) sampel

sehingga kondisinya akan sama dengan temperatur aktual dibawah permukaan

(reservoir). Water bath ini diisi dengan air hingga menutupi canister, dan untuk

mengontrol temperaturnya digunakan pemanas (water heater), termometer dan

pengaduk air (circulator).

3. Pengukur waktu, barometer tekanan, dan pengukur temperatur lingkungan

4. Thermometer digital

5. Inverted graduated cylinder & quick release connector

Setelah dilakukan uji gas desorption, perlu juga dihitung residual gas, yaitu jumlah

gas yang tertinggal di dalam sampel batubara walaupun sudah dilakukan uji gas

desorption. Residual gas ini diukur dengan menghancurkan 200 gram sampel

batubara yang telah diukur melalui uji gas desorpsi di dalam jar mill, kemudian

diukur tekanan dan jumlah gasnya.