Abstrak – Perusahaan pertambangan batubara di Sumatera Selatan seluruhnya menerapkan metode tambang terbuka dalam mengeksplotasi bahan tambang tersebut. Metode penambangan ini pada akhir penambangannya akan meninggalkan lubang bukaan bekas tambang. Penimbunan oveburden kembali pada pit penambangan akan mengurangi dampak negatif tersebut. Material yang digunakan untuk mengisi lubang bukaan bekas tambang merupakan material lepas dari penggalian alat mekanis. Kemungkinan terjadi longsor pada daerah timbunan inpit dump sangat besar. Parameter geoteknik terendah material yaitu kohesi 1519,38 kg/m2, sudut geser dalam 17,490 dan density 1710,06 kg/m3. Berdasarkan perhitungan trial dan error metode Bishop diperoleh geometri lereng timbunan inpit dump dengan tinggi lereng 8 meter, lebar bench 5 meter, single slope 200, overall slope 180 dan angka faktor keamanan 1,43. Pembuatan bench dimulai dari elevasi 12 – 36 meter diatas permukaan laut. Timbunan inpit dump ini memiliki luas 19,46 ha dengan kapasitas volume 3.032.498,44 ccm. Back filling ini dapat diselesaikan dalam waktu 10 bulan dengan kemampuan alat mekanis yang dimiliki perusahaan. Kata kunci : back filling, parameter geoteknik, geometri lereng, faktor keamanan, luas, volume Abstract- Coal mining companies in South Sumatera implemented surface mining methods to exploit coal from the earth. This mining method will leave hole at the end of mining. Dumping oveburden back to pit mining will reduce the negative impact. Materials will be used for filling ex mine are loose from digging machine. Inpit dump has high percent soil movement at that locate. The poor geotechnical material parameters, namely cohesion 1519.38 kg/m2, internal shear strength 17.490 and 1710.06 kg/m3 density. Based on a trial and error method of Bishop obtained bench geometry inpit dump with heigh 8 meter, wide 5 meter, single slope 200, overall slope 180 and safety factor number 1,43. Bench start elevation of 12-36 meter from sea level. Inpit dump has an area of 19.46 hectare with volume capacity 3,032,498.44 compacted cubic meter. Back filling can be completed within 10 months with the mechanical capabilities of the company. Keywords : back filling, geotechnic parameters, bench geometry, safety factor, wide, volume

I. PENDAHULUAN

Tambang batubara di Indonesia pada umumnya melakukan penambangan dekat permukaan. Metode back filling merupakan salah satu jenis tambang terbuka yang banyak diterapkan pada eksploitasi batubara di Indonesia. Pada tahun pertama penggalian overburden ditempatkan di luar pit dan pada tahun berikutnya overburden di tempatkan kembali ke dalam pit yang telah selesai dilakukan pengambilan batubara.

Pada tahun terakhir penggalian, perusahaan yang menerapkan metode tambang terbuka pasti meninggalkan lubang bukaan bekas tambang yang cukup luas. Dalam Undang-Undang No 4 Tahun 2009 tentang pertambangan mineral dan batubara, setiap perusahaan diwajibkan untuk meminimalisir dampak negatif akibat dari aktifitas penambangan yaitu dengan melakukan reklamasi pada pascatambang.

Peraturan perundang-undangan Pemerintah ini digunakan sebagai rujukan mengenai reklamsi pascatambang. Penelitian ini akan membahasnya dari sisi teknis penutunpan lubang bukaan bekas tambang. Perubahan topografi yang signifikan di eks pit Arjuna ini diusahakan kembali mendekati topografi sebelum dilakukan penambangan. Langkah yang dapat dilakukan adalah melakukan penimbunan overburden kembali di eks pit Arjuna. Dalam melakukan penimbunan kembali ini ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan yaitu mengenai kemantapan lereng timbunan, luas lubang bukaan bekas tambang, kapasitas timbunan, sequence inpit dump, waktu yang diperlukan untuk melakukan penimbunan sampai selesai dan pola aliran setelah dilakukan back filling. Dengan mempertimbangkan faktor – faktor diatas diharapakan back filling di eks pit Arjuna akan mendukung kegitan reklamasi.

II. DASAR TEORI

A. Kemantapan lereng Dalam keadaan alamiah, masa tanah dan

batuan di permukaan bumi baik yang berbentuk lereng atau bukan umumnya berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya yang timbul dari dalam. Apabila gaya penahan tanah lebih kecil daripada gaya dorong maka akan terjadi pergerakan tanah. Dengan adanya rekayasa

Penutupan Lubang Bukaan Bekas Tambang Batubara Di Daerah Sungai Lilin Sumatera Selatan

Heri Wibowo, Edy Sutriyono, Syarifudin

Jurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jl. Raya Palembang – Prabumulih KM.32 Inderalaya Sumatera Selatan

Telp/Fax. (0711) 580 137 ; e-mail : hbowominer@yahoo.com

Gambar 2. 1 Analisis sayatan metode Bishop

(Sumber : Braja, 2006)

(Sumber : Braja, 2006)

teknik, tingkat keamanan dari design timbunan yang telah dibuat dapat diketahui yaitu dengan faktor keamanannya. Secara umum, formula perhitungan faktor keamanan adalah sebagai berikut :

FK = angka faktor kemanan lereng

Secara teoritis apabila nilai Faktor

Keamanan sama dengan 1 maka gaya penahan dan gaya dorong memiliki nilai yang sama. Angka ini cukup kritis karena apabila nilai gaya penahan mengalami gangguan seperti hujan atau beban yang melewati diatasnya maka nilai gaya penahan ini akan lebih kecil dari gaya pendorong yang mengakibatkan longsor karena angka faktor keamanan kurang dari 1.

Pada prakteknya acuan mengenai angka faktor kemanan lereng telah dibuat oleh seorang ilmuan mekanika batuan bernama Bowles (1989). Nilai Faktor Keamanan dan maknanya dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Nilai faktor keamanan

Metode perhitungan kemantapan lereng

yang digunakan untuk menghitung longsoran berbentuk sirkular adalah metode Bishop. Metode ini mempertimbangkan gaya horizontal dan gaya normal dari tiap irisan lereng. Berikut penguraian gaya dari metode perhitungan Bishop’s dapat dilihat pada gambar 2.1 dan gambar 2.1.

Gambar 2. 2 Gaya yang bekerja pada irisan

nomor n Untuk menghitung faktor keamaan digunakan persamaan sebagai berikut :

Dimana : Wt = Berat irisan tiap satuan panjang (kg/m) c = Kohesi (kg/m2) i = Tinggi Muka Air Tanah (meter) L = Panjang Bidang Gelincir (meter)

= sudut terhadap pusat lingkaran (derajat) = Sudut geser dalam (derajat) = Bobot Satuan isi tanah (kg/m3)

B. Metode Back Filling

Back fill adalah istilah pada material yang digunakan untuk mengisi lubang bukaan (bahan tambang telah selesai diambil) yang dihasilkan oleh aktivitas penambangan. Back filling pada tambang terbuka ini sangat berkaitan erat dengan reklamasi dan pasca tambang dan ini diatur dalam peraturan perundangan-undangan pemerintah republik Indonesia. Berikut peraturan-peraturan yang mengatur tentang reklamasi dan pasca tambang : 1. Undang-Undang Nomor 4 Tahun 2009

tentang Pertambangan Mineral dan Batubara.

2. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 78 Tahun 2010 tentang Reklamasi dan Pascatambang.

3. Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 18 Tahun 2008 tentang Reklamasi dan Penutupan Tambang.

Ditinjau dari sisi teknis back filling dapat dilakukan dengan syarat : 1. Adanya lubang bukaan bekas tambang yang

telah selesai diambil bahan tambangnya. 2. Antara front penimbunan inpit dump dengan

front penggalian lapisan tanah penutup atau batubara terdapat jarak yang aman sehingga tidak mengganggu kegiatan produksi.

Nilai Stabilitas Faktor Keamanan

F < 1,07 Lereng labil

1,07 < F < 1,25 Lereng relatif labil

F > 1,25 lereng relatif stabil

(sumber : Hartman, 1992)

CtEfKbQ 3600

CtEfKbnQ 3600

Tabel 4. 1 Parameter geoteknik material

3. Adanya kesesuaian antara volume lubang bukaan bekas tambang dengan volume overburden yang akan di lakukan inpit dump.

Aktivitas penimbunan ini dapat dilakukan pada tahun kedua penambangan karena pada tahun pertama material overburden akan di letakkan di luar pit penambangan. Lubang bukaan bekas tambang dari penggalian tahun pertama dan tahun berikutnya ini yang akan di lakukan penimbunan dengan metode back filling.

Bentuk timbunan inpit dump berbentuk seperti piramid terpancung bersusun yang setiap lapisannya menunjukkan tinggi satu bench lereng timbunan. Jadi untuk menghitung kapasitas dari timbunan bisa menggunakan rumus volume pada piramida terpancung (gambar 2. 3).

Gambar 2. 3 Piramida terpancung C. Produktifitas alat-alat Mekanis

Alat-alat mekanis yang digunakan dalam penggalian dan pengangkutan overburden pada perusahaan berpengaruh pada lamanya suatu pekerjaan tersebut dapat diselesaikan. Semakin besar kapasitas alat-alat mekanis yang digunakan maka pekerjaan tersebut akan lebih cepat selesai karena memiliki produktifas yang besar dan sebaliknya. Ada dua alat mekanis utama yang digunakan dalam penggalian dan pengangkutan overburden yaitu Excavator dan Dump truck sedangkan Grader dan Bulldozer digunakan sebagai support equipment.

Berikut adalah rumus untuk menghitung produktifitas alat gali-muat dan alat angkut :

Produktifitas alat gali muat

Keterangan : Q = Produktivitas alat gali muat (Bcm/jam) Kb = Kapasitas bucket(m3) Ef = Efisiensi Kerja Ct = Cycle Time, detik

Produktifitas alat muat

Keterangan : Q = Produktivitas alat gali-muat ( Bcm/jam ) n = Jumlah pengisian Kb = Kapasitas Bucket (m3) Ef = Efisiensi Kerja

Ct = Cycle Time, detik

III. METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan metode Bishop’s dan standarisasi angka keamanan lereng Bowles (1989).

Metode Bishop digunakan pada perhitungan kemantapan lereng timbunan yang memiliki kemungkinan longsoran berbentuk sirkular. Geometri lereng dan paramater geoteknik material berupa density, kohesi, dan sudut geser dalam menjadi data yang digunakan dalam perhitungan. Hasil dari perhitungan ini berupa angka faktor keamanan yang dalam pemaknaanya menggunakan pendekatan Bowles (1989).

Software minescape digunakan sebagai alat bantu dalam pembuatan design lereng timbunan. Pembuatan sequence, perhitungan luas dan volume timbunan juga menggunakan software ini. Produksi alat gali muat dan alat angkut dihitung berdasarkan waktu edar alat dan spesifikasi alat mekanis tersebut.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Analisa kemantapan lereng Dalam mendesign sebuah lereng

dibutuhkan parameter geoteknik dari material tersebut. Berdasarkan pengujian material yang dilakukan di laboratorium, material di daerah penelitian memiliki parameter geoteknik yang disajikan dalam tabel 4. 1.

Setelah dilakukan perhitungan secara trial and error menggunakan metode Bishop’s (Tabel 4.2) maka diperoleh sebuah geometri lereng, yaitu tinggi lereng 8 m, lebar bench 5 m, single slope 200 dan overall slope 180 dengan angka faktor keamanan FK =1,43. Pembentukan bench dimulai dari elevasi 12 m - 36 m diatas permukaan laut.

Density, (kg/m3)

Kohesi, (kg/m2)

Sudut Geser, (0)

1710,06 1519,38 17,49

Tabel 4. 2 Perhitungan Kemantanpan Lereng Metode Bishop’s

Jadi angka faktor keamanan lereng adalah :

FK = 1,43

No L h X i W (m2) sudut Wt sin c x L + (W - (g x i x L)) Tan Sec /(1+(Tan . Tan /F)) PQ meter meter meter meter 0.5 x X(h1+h2) derajat Wt x sin P Q

1 6,1 5,32 5 0 16,23 -35 -15915,31 -10160,81 1,552642662 -15776,1

2 5,67 9,82 5 0 37,85 -28 -30386,98 -25800,51 1,352013469 -34882,6

3 5,39 13,64 5 0 58,65 -22 -37571,26 -32332,47 1,230266279 -39777,5

4 5,19 16,87 5 0 76,28 -16 -35952,79 -29516,1 1,140093343 -33651,1

5 2,02 18 1,98 0 34,52 -12 -12273,78 -9478,84 1,093277477 -10363

6 5,04 18,66 5 0 91,65 -8 -21812,23 -14368,93 1,055092327 -15160,5

7 5 20,63 5 0 98,23 -2 -5862,1 1731,21 1,011390816 1750,927

8 5,01 22,1 5 0 106,83 4 12742,94 20386,14 0,981491256 20008,82

9 5,07 23,05 5 2,03 112,88 10 33518,17 38635,1 0,963562626 37227,34

10 5,19 23,47 5 2,08 116,3 16 54818,87 59620,15 0,956569609 57030,82

11 2,11 23,47 1,98 2,13 46,47 20 27179,55 29332,45 0,957765386 28093,61

12 5,49 21,21 5 2,2 111,7 24 77692,44 84190,52 0,963664912 81131,45

13 5,82 20,05 5 2,34 103,15 31 90849,15 100836,97 0,985817208 99406,82

14 6,33 18 5 2,56 95,13 38 100149,54 115058,85 1,024646438 117894,6

15 7,14 14,73 5 2,91 81,83 45 98942,6 115243,64 1,083474278 124863,5

16 8,63 9,51 5 3,61 60,6 54 83838,32 82418,59 1,19797174 98735,14

17 4,22 6,5 1,98 0 15,85 62 23931,71 57387,62 1,353182802 77655,94

18 2,57 0 2,57 0 8,35 68 13243,25 39257,22 1,520595796 59694,37

L= 91,99 78,51 457132,1 653882,4

(sumber : Wibowo, 2013) )

(sumber : Wibowo, 2013) )

(sumber : PT Putra Muba Coal, 2013)

Angka faktor keamana lereng ini diperoleh berdasarkan nilai terendah paramater geoteknik material yang ada di lokasi penelitian. Apabila dilakukan pemadatan dengan baik pada lokasi inpit dump eks pit Arjuna maka diharapkan faktor kemananan timbunan akan menjadi lebih baik namun jika tidak dilakukan pemadatan dengan baik maka nilai faktor kemanaan ini diprediksi masih dalam kondisi aman.

Lereng timbunan memiliki kemiringan lereng secara keseluruhan sebesar 180 hal ini sangat memudahkan alat-alat mekanis dalam bekerja yaitu pada saat penyebaran lapisan top soil di lokasi back filling tersebut. Dengan kemirigan yang cukup landai ini kecepatan aliran air di atas permukaan timbunan menjadi sedikit lebih lambat sehingga kemungkinan terbawanya tanah humus yang telah ditebar diatas timbunan semakin kecil.

B. Back filling eks pit Arjuan

Pada akhir penutupan tambang di eks pit Arjuna meninggalkan sebuah lubang bukaan seluas 20,83 ha dengan kedalaman dengan elevasi terendah 12 meter. Perusahaan melakukan penimbunan seluas 19,46 ha sehingga luas lubang bukaan bekas tambang semula menjadi lebih sedikit. Selain mengurangi luas bukaan bekas tambang, back filling di eks pit Arjuna ini berjarak 1,07 km sedangkan jarak ke waste dump area berjarak 1,3 km yang berada di luar pit penambangan. Rute jalan angkut overburden ditunjukan pada gambar 4.1.

Gambar 4. 1 Jalan tambang PT Putra Muba Coal

Jarak yang lebih dekat dalam melakukan dumping area ini memiliki banyak keuntungan bagi perusahaan karena akan menghemat penggunaan bahan bakar minyak alat-alat

mekanis yang beroperasi dan juga meningkatkan produktifitas alat-alat tersebut.

Berdasarkan perhitungan geoteknik maka timbunan memiliki geometri lereng tinggi lereng 8 meter, lebar bench 5 meter, single slope 200. Bench ini memiliki tiga lapisan timbuanan dengan elevasi tertinggi 36 meter. Penggambaran design inpit dump seluas 19,46 ha dan kapasitas volume sebesar 3.032.498,44 ccm ini menggunakan bantuan software minescape. Berikut design final back filling eks pit Arjuna (gambar 4. 2).

Gambar 4. 2 Design final back filling

eks pit Arjuna Untuk melakukan pengontrolan penimbunan

inpit dump seperti yang telah direncanakan diperlukan pembuatan sequence penimbunan. Maka dibuatlah empat sequence penimbunan sehingga tiap sequence memiliki volume antara 700.000 ccm – 800.000 ccm.

Berikut adalah gambar design tiap sequence penimbunan di eks pit Arjuna yaitu sequence I (gambar 4. 3), sequence II (gambar 4. 4) sequence III (gambar 4. 5) sequence IV (gambar 4. 2).

Gambar 4. 3 sequence II back filling eks pit Arjuna

Jalan ke waste dump area = 1,3 km Jalan ke eks pit Arjuna

= 1,07 km

Loading Point

(sumber : Wibowo, 2013) )

(sumber : Wibowo, 2013) )

:

Gambar 4. 4 Sequence II back filling eks

pit Arjuna

Gambar 4. 5 Sequence III back filling eks pit Arjuna

Sequence keempat adalah design final dari back filling itu sendiri. Kapasitas volume tiap sequence penimbunan dapat dilihat pada tabel 4. 3.

Table 4. 3 Volume overburden tiap sequence

C. Durasi waktu back filling

Durasi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan back filling di eks pit Arjuna ini bergantung pada alat-alat mekanis. PT Putra Muba Coal menggunakan dump truck mercy actros 4043 dan alat gali muat doosan 500 lcv.

Produksi alat gali muat Excavator Doosan 500 LCV

Kapasitas bucket (q) = 3,2 m3 (heaped) Bucket fill factor (K) = 0.9 Effesiensi kerja = 58 % Cycle time (cms) = 20,56 detik Formula perhitungan Produksi Excavator :

Produksi Per Cycle: q = q1 x K

= 3,2 x 0.9 = 2,88 lcm

Maka produktifitas alat gali muat Doosan 500 LCV perjam adalah :

= 292,48 lcm/jam Perencanaan produksi alat angkut Dump Truck Mercy 4043 Jumlah pengisian(n) = 4 Effesiensi kerja = 56 % Cycle Time (cmt) = 427,92 detik

Formula perhitungan Produksi Dump Truck Mercy 4043 :

Produksi persiklus Dump Truck Mercy 4043 : C = n x q1 x K C = 4 x 3,2 x 0,9 = 11,52 lcm/jam. Maka produktivitas Dump Truck Mercy 4043 perjam adalah :

= 54,27 lcm/jam

Untuk mendapatkan berapa jumlah dump truck yang dipasangkan dengan satu alat gali muat adalah dengan melakukan perhitungan sebagi berikut :

Keterangan : n jumlah mengisi bak truk penuh 4

Cms : Cycle time Excavator (detik) Cmt : Cycle time truck (detik)

SEQUENCE BACK FILLING

VOLUME OVEBURDEN(ccm)

Sequence I 702.919,19 Sequence II 1.569.167,80 Sequence III 2.304.445,10 Sequence IV 3.032.498,44

= 5, 20 5 unit Dump Truck Produktivitas satu fleet sebesar :

Q = 54,27 lcm/jam x 5 = 271,35 lcm/jam (1 fleet)

Berdasarkan jumlah alat gali maut dan alat angkut ini, perusahaan mampu menyediakan dua fleet untuk memindahkan overburden ke eks pit Arjuna. Volume overburden yang akan dipindahkan sebesar 3.032.498,44 ccm = 3.226.062,17 lcm. Maka akan selesai dalam waktu 9 bulan 27 hari. Berikut perhitungannya : Produksi dua fleet Q = 54,27 lcm/jam x 20 jam/hari x 2

= 10.854 lcm/hari

= 297, 2 hari = 9 bulan 27 hari = 10 bulan

V. KESIMPULAN Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1. Geometri lereng timbunan inpit dump eks pit Arjuna memiliki tinggi lereng 8 m, lebar bench 5 m, single slope 200 dan overall slope 180 dengan angka faktor keamanan 1,43.

2. Design back filling berkapasitas 3.032.498,44 ccm dan dilakukan dalam empat sequence penimbunan dengan kapasitas timbunan sequence satu 702.919,19 ccm, sequence dua 1.569.167,80 ccm, sequence tiga 2.304.498,44 ccm dan sequence terakhir adalah design final back filling itu sendiri.

3. Inpit dump pada eks pit Arjuna memilki jarak angkut 230 meter lebih dekat dibandingkan menuju waste dump area.

4. Penimbunan inpit dump di eks pit Arjuna akan selesai dalam waktu 10 bulan dengan kemampuan alat mekanis yang dimiliki perusahaan.

DAFTAR PUSTAKA Anonim, 1990, “Surface Coal Mining Effects on Ground

Water Recharge”, National Academy Press, Washington.

Anonim, 2009, “UU RI no 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara”, Pemerintah Republik Indonesia, PT Andi, Jakarta.

Anonim, 2010, “PP RI no 78 Tahun 2010 tentang Reklamasi dan Pascatambang”, Departemen ESDM, Jakarta.

Bowles, J. E., 1989, “Sifat-sifat Fisis dan Geoteknik Tanah (Mekanika Tanah)”, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

Hartman, H. L., 1992, ”SME Mining Engineering Handbook”, 2nd Edition, Volume I, by Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., Colorado

Hoek, E & J.W. B., 1981, “Rock Slope Engineering ”, 3th Edition, The Institution of Mining And Metallurgi, New York

Das, B., 2006, “Principles of Geotechnical Engineering”, 5st Edition, California State University, USA

Peurifoy, R. L., 2006,” Construction Planning, Equipment, and Methods”, McGraw-Hill Companies, New York

Pfleider, E. P., 1973. “Open pit and Strip Mining Systems and Equipment,” SME Mining Engineering , AIME, New York

Turner, J. M., 2009, “Excavation System Planning, Design, and Safety”, McGraw-Hill Companies Inc., USA

Vergne, J. D., 2003, “The Hard Rock Miner’s Handbook”, 3rd Edition, by McIntosh Engineering, Ontario