syamsul ma’arif - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/23334/3/skripsi tanpa bab...

KARAKTERISASI DAN ANALISIS LAPISAN BATUBARA DI

LAPANGAN TAMBANG AIR LAYA (TAL) TANJUNG ENIM

MENGGUNAKAN DATA LOG DAN DATA CORE

(RADIOAKTIF, TERMAL, DAN GEOKIMIA)

(Skripsi)

Oleh

SYAMSUL MA’ARIF

KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2016

http://www.kvisoft.com/pdf-merger/

i

ABSTRACT

CHARACTERIZATION AND COAL SEAM ANALYSIS IN MINE AIRLAYA FIELD TANJUNG ENIM USING LOG AND CORE DATA

(RADIOACTIVE, THERMAL AND GEOCHEMISTRY)

By

SYAMSUL MA’ARIF

Mine Air Laya is one of the field that produce coal in Indonesia, which is locatedin South Sumatra Basin. This field is the product of sedimentation with shallowsea pattern. Well logging method used to giving information aboutcharacterization and analysis of coal seam. This research has done in Mine AirLaya field Tanjung Enim using log data and core data in order to knows thequality and coal characterization based on radioactive analysis, thermal andgeochemistry. Characterization of coal has done by analyzing the log data andlaboratory test as follows X-ray Diffraction (XRD), Scanning ElectronMicroscope (SEM), Thermogravimetric (TG) and Total Organic Carbon (TOC).This laboratory test can know compound content of coal, porosity, reaction zoneand total organic carbon of a coal sample. The result of the research shows MineAir Laya just has one coal seam type anthracite with TOC range from 1.79% to3.16%, calorie value reach 7565 Kcal/kg and compound content of benzene,reaction zone 474.54oC with very small pore, gamma ray value 2 cps and density2037 cps. Based on coal analysis result shows the coal in the research area is notneed very high temperature to completely burn and reach the maximumtemperature.

Keywords : coal seam, thermogravimetric, total organic carbon, benzene, andreaction zone

ii

ABSTRAK

KARAKTERISASI DAN ANALISIS LAPISAN BATUBARA DILAPANGAN TAMBANG AIR LAYA (TAL) TANJUNG ENIM

MENGGUNAKAN DATA LOG DAN DATA CORE(RADIOAKTIF, TERMAL, DAN GEOKIMIA)

Oleh

SYAMSUL MA’ARIF

Tambang Air Laya meupakan daerah penghasil batubara, daerah ini terdapat padacekungan Sumatra Selatan dan merupakan hasil sedimentasi dengan polapengendapan laut dangkal. Metode well logging digunakan untuk memberikaninformasi dalam menkarakterisasi serta menganalisis batubara. Penelitian inidilakukan pada Lapangan Tambang Air Laya (TAL) Tanjung Enim menggunakandata log dan data core, dengan tujuan untuk mengetahui kualitas dan karakteristikbatubara berdasarkan hasil analisis radioaktif, termal, dan geokimia. Karakterisasidilakukan dengan analisis data log dan uji laboratorium berupa X-Ray Difraction(XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), thermogravimetric (TG), dan TotalOrganic Carbon (TOC). Uji laboratorium ini dapat untuk mengetahui kandungansenyawa dalam batubara, porositas, zona reaksi, serta kandungan total karbonorganik dalam sebuah sampel batubara. Berdasarkan dari hasil penelitian,batubara pada lapangan Tambang Air Laya hanya terdapat satu lapisan batubarajenis antrasit dengan TOC berkisar antara 1.79% sampai 3.16%, nilai kalorimencapai 7565 Kcal/kg, serta kandungan senyawa benzena dalam batubaratersebut, zona reaksi 474.54oC dengan pori-pori yang sangat kecil, nilai gammaray 2 cps dan densitas 2037 cps. Berdasarkan hasil analisis menandakan bahwabatubara didaerah penelitian merupakan batubara yang memerlukan suhu yangtidak terlalu besar untuk terbakar sempurna dan mencapai suhu maksimum.

Kata kunci : lapisan batubara, thermogravimetric, total organic carbon, benzena,dan zona reaksi

KARAKTERISASI DAN ANALISIS LAPISAN BATUBARA DILAPANGAN TAMBANG AIR LAYA (TAL) TANJUNG ENIM

MENGGUNAKAN DATA LOG DAN DATA CORE(RADIOAKTIF, TERMAL, DAN GEOKIMIA)

Oleh

SYAMSUL MA’ARIF

Skripsi

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik GeofisikaFakultas Teknik Universitas Lampung

KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGIUNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2016

RIWAYAT HIDUP

Syamsul Ma’arif lahir di Desa Poncokresno pada tanggal

19 Februari 1993 dari pasangan suami istri Bapak Sukono,

S.Pd dan Ibu Rahmawati. Penulis merupakan anak ke 3 dari

3 bersaudara, Mamas yang pertama bernama Amar Ma’ruf

dan yang kedua Muhammad Ikhsan. Alamat penulis di Jalan

Desa Poncokresno, Dusun Pujodadi Barat, Kecamatan Negerikaton, Kabupaten

Pesawaran, Lampung 35371.

Penulis menyelesaikan Pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 3 Poncokesno

pada tahun 2005. Pada tahun 2008 penulis meneyelesaikan pendidikan Sekolah

Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Negerikaton, dan aktif sebagai organisasi

Karya Ilmiah Remaja (KIR) serta Pramuka. Penulis melanjutkan Pendidikan

Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Gadingrejo, Pringsewu dan lulus pada

tahun 2011.

Pada tahun 2011 penulis melanjutkan Pendidikan selanjutnya dan tercatat sebagai

mahasiswa aktif di Jurusan Teknik Geofisika Fakultas Teknik Universitas

Lampung. Sebagai mahasiswa baru penulis menjabat sebagai ketua Eksekutif

Muda (Eksmud) periode 2011/2012 di Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM)

Fakultas Teknik Universitas Lampung. Penulis juga terdaftar sebagai angota

viii

Himpunan Mahasiswa Geofisika Indonesia (HMGI) pada tahun (2011-sekarang),

dan juga tergabung dalam anggota AAPG SC Unila. Pada tahun 2013/2014

penulis menjabat sebagai wakil ketua umum Himpunan Mahasiswa Jurusan

(HMJ) Teknik Geofisika. Pada Agustus 2014 penulis melaksanakan Kuliah Kerja

Nyata di Desa Gunung terang, Kecamatan Kalinda, Kabupaten Lampung Selatan.

Didalam mengaplikasikan ilmu Geofisika, penulis melakukan kerja Praktek di PT.

Bukit Asam (Persero), tbk. Tanjung Enim, Sumatra Selatan, pada bulan Februari

hingga Maret 2015. Pada awal 2016 Penulis melakukan Tugas Akhir dengan

Judul “Karakterisasi Dan Analisis Lapisan Batubara di Lapangan Tambang Air

Laya (Tal) Tanjung Enim Menggunakan Data Log dan Data Core (Radioaktif,

Termal, dan Geokimia)” hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan Pendidikan

Strata 1 (S1), dan memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST).

ix

PERSEMBAHAN

Bismillahirrohmanirrohiim, Dengan mengucapsyukur kehadirat Allah SWT, Ku persembahkan

karya ini kepada :

Bapak dan Ibu ku tercinta yang selalu mendoakan,menafkahi, dan menyayangiku dengan tulus.

Semoga karya tulis ini dapat menjadikan salahsatu kebanggaan untuk kalian,

TEKNIK GEOFISIKA 2011,

Serta almamater tercinta, Universitas Lampung.

x

MOTTO

“Tiada hal yang patut untukdisombongkan, karena semua ini hanyalah

pemberian Allah SWT.”(Syamsul Ma’arif)

Tiada kekuatan yang lebih dahsyatmelainkan doa

(Syams)

Allah akan meninggikan orang-orang yangberiman diantaramu dan orangorang yangdiberi ilmu pengetahuan beberapa derajat

(Q.S. Al-Mujadalah : 11)

xi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala

limpahan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul “Karakterisasi dan Analisis Lapisan Batubara di

Lapangan Tambang Air Laya (TAL) Tanjung Enim Menggunakan Data Log

dan Data Core (Radioaktif, Termal, Dan Geokimia)” sebagai salah satu syarat

untuk mencapai gelar sarjana pada Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknik,

Universitas Lampung.

Sholawat dan salam senantiasa tercurah untuk sang Teladan dan Pemimpin umat,

junjungan umat, Nabi Muhammad SAW, yang telah membawa umat manusia dari

zaman Jahiliyah kepada zaman yang berilmu pengetahuan seperti saat ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan.

Oleh karena itu, kritik dan saran diharapkan untuk perbaikan di masa yang akan

datang. Harapannya semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita

semua. Aamiin.

Bandar Lampung, Agustus 2016Penulis,

Syamsul Ma’arif

xii

SANWACANA

Puji syukur senantiasa penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat

rahmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Karakterisasi dan Analisis Lapisan Batubara di

Lapangan Tambang Air Laya (Tal) Tanjung Enim Menggunakan Data Log

dan Data Core (Radioaktif, Termal, dan Geokimia)” adalah salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Suharno, M.S., M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Lampung;

2. Bapak Bagus Sapto Mulyatno, S.Si., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik

Geofisika dan selaku Pembimbing II. Terimakasih atas segala ilmu dan

nasehat, yang telah diberikan;

3. Bapak Dr. Ordas Dewanto, S.Si., M.Si. selaku Pembimbing I. Terimakasih

atas ilmu, bimbingan, serta arahan yang telah diberikan dan membantu

penulis dalam menyelesaikan skripsi;

4. Bapak Rustadi, S.Si., M.T. selaku dosen Penguji. Terimaksih atas ilmu,

kritik yang membangun dan saran yang telah diberikan sehingga skripsi ini

menjadi lebih baik;

xiii

5. Bapak Dr. Muh. Sarkowi, S.Si., M.Si., Bapak Dr. Ahmad Zaenudin,

S.Si., M.T., Bapak Alimuddin, S.Si., M.Si., Bapak Karyanto, S.Si., M.T.,

Bapak Syamsurijal Rasimeng, S.Si., M.Si. dan Bapak Nandi Haerudin,

S.Si., M.Si. selaku dosen Teknik Geofisika Universitas Lampung.

Terimakasih atas ilmu yang telah diberikan selama penulis kuliah;

6. Seluruh staf TU Jurusan Teknik Geofisika, terimakasih telah banyak

membantu penulis dalam hal administrasi dan pelaksanaan seminar;

7. Untuk Ayahku Sukono, S.Pd. dan Ibuku tercinta Rahmawati, terima kasih

atas doa untuk anak mu ini, atas nasehat yang telah engkau tuturkan,

dukungan moral dan materi, terimakasih atas segala hal yang tiada henti

tercurahkan untuk anakmu ini;

8. Mamas-mamasku yang aku sayangi, Amar Ma’ruf dan Muhammad

Ikhsan, serta mbak Nur Aini Yulaisyah, terimakasih atas rasa kasih sayang

yang tiada henti engkau berikan, canda tawanya yang selalu membuat

semangat. Untuk keponakan kecil ku Afif Alaric, kehadiranmu membuat

suasana rumah menjadi ramai, tingkahmu yang lucu jadi obat saat murung;

9. Keluarga dan sanak saudaraku yang telah membantu lewat doa;

10. Sahabat-sahabatku Teknik Geofisika 2011. Absen 01si Ahmad Dezi Farista

yang enggak mau jadi alumni Teknik Geofisika, Achmadi Hasan Nasution

orang jauh yang selalu menasehatiku, pak Dokter Adityo Nugroho

Kalandoro si Bo-Bo-Ho dari Depok, Agung Mahesya Hakim sang korlap

yang berani pasang badan, Alwi Karya Sasmita orang yang terlihat seperti

enggak pernah ada masalah, pak masinis Andrian Nisar kapan TG’11 diajak

naik kereta bareng, Annisa Eka Putri orang yang tulisannya paling rapih se-

xiv

angkatan ‘nah kan jadi sekretaris HIMA’, Arenda Reza Riyanda si Mr.

coment dari TG, Asri Wulandari yang selalu galau dan semoga tidak galau

lagi masalah cowok, Bagus Hardiansyah sosok benteng takeshi dari TG

namun berhati selembut sutra, Christian Sibuea orang yang mempunyai

daftar rencana setebal buku Kalkulus (terimakasih atas kosan untuk

berteduhku selama mengerjakan skripsi ini dan semoga cepat terbeli rumah

dengan uang kamu sendiri), Dian Nur Rizkiani kapan nikah sama embik,

Dian Triyanto ojo kokehan proyek engko ndak tuwek nang ndalan, Doni

Zulfafa si-ngapak tapi jenius, Farid Anshari orang Padang yang tinggal di

Krui tapi lebih mirip orang NTT, Fitri Rusmala Dewi orang yang selalu

mengingatkanku untuk mengerjakan ‘SKRIPSI’ (terimakasih atas segala

bentuk perhatianmu dan sukses selalu untuk menempuh pendidikan S2 di

Jogja), Fitri Wahyuningsih terimakasih atas tawa kecilnya yang selalu

menghibur semangat skripsinya, Guspriandoko orang yang menjadikan jarak

Lampung – Palembang sedekat Bandar Lampung –Pringsewu (terimakasih

atas kebersamaan selama ini terutama saat menjabat HIMA dan saat Kerja

Praktek ‘KP’ semoga persahabatan ini enggak akan pudar), Hardeka

Pameramba si kurus yang sukanya touring, Hilda Ayu Utami terimaksih

sudah baik kepada penulis semoga selalu di jalan yang benar ya, Leo Rivandi

Purba calon Guru Besar dari Riau, Lia Tri Khairum kalo udah nikah pasti

nanti gendut, M. Herwanda kalo benda di pegang dia entah kenapa pasti

rusak (santai broo) , Mezrin Romosi sang Dewa cinta tiap angkatan di TG,

Nanda Hanyfa Maulida si Umi yang selalu mengingatkan akan hal baik,

Rahmi Alfani Putri si empunya JR-Craft yang selalu rebutan pembeli

xv

dengan Coklat Putih Production, Ratu Mifta Fadila 13 hektarnya jangan

lupa ya, Rika Indrawati semoga kesuksesan segera datang menghampirimu,

Rosita Renovita terimakasih atas hal baik yang selalu kamu lakukan, Sari

Putri Zam orangnya selelu bikin gemes “semangat Arif”, Titi Setianing

Rahayu orang yang gak pernah nyambung kalo lagi ngool di telpon, Tri

Pamungkas orang pintar dari Liwa, Wilyan Pratama si komti yang jarang

kuliah, Yeni Purnama Sari orang yang kalo ngomong kalem banget, Yunita

Permata Sari orang Palembang yang gagal jadi orang Korea, dan Yusuf

Effendi orang paling ruso di TG’11. “Aku selalu bersyukur telah

dipertemukan dengan kalian”

11. Kakak – kakak Teknik Geofisika Universitas Lampung angkatan 2007, 2008,

2009, 2010 dan Adik – adik angkatan 2012, 2013, 2014, dan 2015

terimakasih atas pengalaman dan canda tawa yang selalu tercipta serta

kekeluargaan yang sangat erat ini;

12. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.

Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sebaik harapan, namun

harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat.

Bandar Lampung, Agustus 2016Penulis,

Syamsul Ma’arif

xvi

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRACT ......................................................................................................... i

ABSTRAK .......................................................................................................... ii

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ v

HALAMAN PERNYATAAN............................................................................. vi

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... ix

MOTTO .............................................................................................................. x

KATA PENGANTAR ........................................................................................xi

SANWACANA ...................................................................................................xii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... xvi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xx

DAFTAR TABEL ............................................................................................xxii

1. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ....................................................................................... 1

xvii

B. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3

C. Batasan Masalah .................................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Cekungan Sumatera Selatan ..................................................................... 4

B. Stratigrafi Daerah Penelitian .................................................................... 7

C. Jenis Batubara Daerah Penelitian..............................................................12

III. TEORI DASAR

A. Well Logging ...........................................................................................14

1. Log Gamma Ray .................................................................................16

2. Log Densitas ......................................................................................18

B. Batubara ...................................................................................................20

1. Pembentukan Batubara .......................................................................21

2. Klasifikasi Maseral Batubara ..............................................................26

C. Analisis Kualitas Batubara .......................................................................29

1. Analisis Ultimate ................................................................................21

2. Analisis Proximate .............................................................................22

D. Analisis SEM (Scanning Elektron Microscope) .......................................33

E. Analisis Termal .........................................................................................35

F. Analisis XRD (X-Ray Diffraction)............................................................38

G. Analisis TOC (Total Organic Carbon) .....................................................39

1. Kuantitas Material Organik ................................................................41

xviii

IV. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................................42

B. Perangkat ..................................................................................................42

C. Data Penelitian .........................................................................................42

1. Data Log .............................................................................................43

2. Data Core ...........................................................................................43

3. Peta Geologi Regional ........................................................................44

D. Pengolahan Data .......................................................................................44

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Karakter Batubara ....................................................................................47

1. Titik Pengukuran .................................................................................47

2. Interpretasi Data Log ..........................................................................47

3. Korelasi Data Log ...............................................................................54

B. Analisis Data Core ...................................................................................58

1. Analisis Proximate ..............................................................................58

2. Analisis Radioaktif ..............................................................................61

3. Analisis Penampang Batubara.............................................................62

4. Analisis Termal ...................................................................................65

5. Analisis Total Organic Carbon (TOC) ................................................76

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ..............................................................................................80

B. Saran .........................................................................................................81

xix

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xx

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Peta Cekungan Sumatera Selatan .......................................................5

Gambar 2. Fase-fase Tektonik Sumatera .............................................................6

Gambar 3. Kolom Stratigrafi Cekungan Sumatra Selatan ..................................8

Gambar 4. Peta Geologi Daetah Penelitian ............................................................9

Gambar 5. Lapisan Penyusun Batubara ...............................................................14

Gambar 6. Respon Gamma Ray Terhadap Beberapa Jenis Batuan .....................17

Gambar 7. Respon Log Densitas Terhadap Berberapa Jenis Batuan....................19

Gambar 8. Maseral Vitrinit, Inertinit, dan Liptinit................................................26

Gambar 9. Tampilan Grafik TGA.........................................................................36

Gambar 10. Pola Grafik XRD Pada Batubara.......................................................39

Gambar 11. Diagram Alir Penelitian ...................................................................46

Gambar 12. Titik Pengukuran ..............................................................................48

Gambar 13. Log bor seri SD_349 .........................................................................49

Gambar 14. Log bor seri SD_350 .........................................................................50

Gambar 15. Log bor seri SD_352 ........................................................................51



Gambar 18. Korelasi (a) titik SD_349 dan SD_350 .............................................55

xxi

Gambar 19. Korelasi (b) titik SD_352, SD_387, dan SD_393 .............................56

Gambar 20. Petren XRD sampel batubara 1,2, dan 3 ...........................................61

Gambar 21. Tampilan SEM Sampel 1 ..................................................................63



Gambar 24. Grafik Hubungan Waktu dan Temperatur.........................................66

Gambar 25. Grafik TGA sampel 1........................................................................68



Gambar 28. Grafik DTG Terhadap Temperatur dan Waktu .................................73

Gambar 29. Grafik DTA Terhadap Temperatur dan Waktu .................................75

Gambar 30. Zona reaksi TGA terhadap nilai TOC...............................................77

xxii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Jadwal Penelitian.....................................................................................34

Tabel 2. Nilai rata-rata Gamma ray dan Densitas Pada Lapisan Batubara

...............................................................................................................................57

Tabel 3. Hasil Analisis Proximate Dalam (Air Dried Basis) ................................59

Tabel 4. Nilai Karakteristik Pirolisis Material Batubara.......................................72

Tabel 5. Hasil TOC dari Sampel Batubara............................................................77

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia adalah Negara yang kaya akan potensi sumber daya alam, salah

satunya adalah batubara yang merupakan bahan bakar fosil dan termasuk

dalam kategori batuan sedimen. Dewasa ini batubara sebagai bahan bakar

industri peleburan baja dan sebagai sumber tenaga pembangkit listrik. Batubara

adalah salah satu sumberdaya alam yang terdapat di Indonesia dan mempunyai

peranan penting dalam pembangunan nasional. Batubara di Indonesia secara

umum tersebar di Pulau Kalimantan dan Pulau Sumatera. Batubara mempunyai

karakteristik dan kualitas yang berbeda dari satu tempat dengan tempat yang

lain. Banyak faktor yang menyebabkan perbedaan karakteristik dan kualitas

batubara antara lain fasies batubara, lingkungan pengendapan, tumbuhan

pembentuk batubara dan kontrol dari proses–proses geologi seperti struktur

geologi.

Batubara telah digunakan untuk untuk jangka waktu yang lama sebagai

penghasil tenaga, meskipun usaha-usaha yang lebih besar telah dilakukan

untuk memperoleh produk-produk kimia maupun bahan bakar cair berbahan

dasar batubara, hal itu tentunya mendorong untuk terus dilakukannya

eksplorasi dan ekploitasi batubara.

2

Eksplorasi itu tentunya harus didukung dari berbagai macam aspek, guna

mendapatkan hasil yang maksimal. Salah satu aspek itu adalah menggunakan

suatu metode Welloging, dimana metode ini dapat digunakan untuk

mengetahui serta mengkarakterisasi suatu lapisan batubara. Logging adalah

merupakan proses perekaman dan pengukuran sifat-sifat fisis batuan dari setiap

kedalaman secara tepat dan rinci dengan menggunakan serangkaian alat.

Sedangkan well log merupakan catatan yang mencakup semua data sumur yang

dilakukan selama pengeboran dan diperuntukan untuk mendapatkan gambaran

yang terperinci mengenai stratigrafi batuan daerah tersebut.

Logging adalah salah satu metode penting yang digunakan dalam melakukan

interpretasi terhadap kondisi geologi suatu wilayah. Dengan adanya data

logging, dapat interpretasi berdasarkan konsep, teori, hipotesis, dan model

yang sudah ada. Hasil dari interpretasi ini selanjutnya sangat berguna dalam

merekonstruksi kondisi geologi suatu daerah.

Logging geofisika untuk batubara dirancang tidak hanya untuk mendapatkan

informasi geologi, kedalaman, dan ketebalan, tetapi juga untuk memperoleh

berbagai data lain, seperti jenis dan kualitas lapisan batubara. Mengkompensasi

berbagai masalah yang tidak diinginkan apabila hanya dilakukan pengeboran

dan terjadinya lose core (inti batuan yang hilang), berupa pengecekan

kedalaman yang sesungguhnya dari lapisan yang penting, terutama lapisan

batubara.

Karena batubara adalah salah satu sumberdaya alam yang terdapat di Indonesia

dan mempunyai peranan penting dalam pembangunan nasional. Serta batubara

di Indonesia mempunyai karakteristik dan kualitas yang berbeda–beda dari satu

3

tempat dengan tempat yang lain. Maka diperlukannya suatu penelitian untuk

menganalisis serta mengkarakterisasi batubara disuatu daerah. Dengan

menggunakan data logging dan ditambah dengan data core, dapat digunakan

untuk karakterisasi dan menganalisis batubara tersebut. Karakterisasi ini dapat

dilakukan dengan metode well logging, berdasarkan data log dan data core dan

dianalisis melalui uji laboratorium. Hasil dari analisis dan karakterisasi dapat

digunakan untuk beberapa hal, seperti pemanfaatan sumberdaya mineral,

energi, kerekayasaan, ataupun untuk kepentingan riset ilmiah.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui keterdapatan batubara serta kualitasnya mengunakan data log.

2. Mengkarakterisasi lapisan batubara berdasarkan uji sampel batubara

(radioaktif, termal, dan geokimia).

3. Menganalisis lapisan batubara berdasarkan karakteristik batubara.

C. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

1. Penelitian ini menggunakan data primer dan data sekunder yaitu data log

dan data core berupa sampel batubara.

2. Data log yang digunakan ialah data log gamma ray dan log densitas.

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Cekungan Sumatera Selatan

Pulau Sumatera terletak disebelah baratdaya Kontinen Sundaland dan

merupakan jalur konvergensi antara Lempeng Hindia-Australia yang

menyusup disebelah barat Lempeng Sundaland Lempeng Eurasia. Menurut

(Darman 2000), konvergensi lempeng menghasilkan subduksi sepanjang

Palung Sunda dan pergerakan lateral menganan dari Sistem Sesar Sumatera.

Cekungan Sumatera Selatan terletak di sebelah Timur Bukit Barisan

memanjang dengan arah Barat Laut–Tenggara, cekungan ini termasuk jenis

cekungan belakang busur (back arc basin), dibatasi oleh Pegunungan Barisan

di sebelah Barat Daya dan Paparan Sunda berumur Pra-Tersier di sebelah

Timur Laut (De Coster, 1974).

Cekungan Sumatera Selatan merupakan suatu cekungan besar yang terdiri dari

beberapa sub cekungan. Sub cekungan tersebut adalah sub cekungan Jambi

(Palembang Utara), sub cekungan Palembang Tengah, sub cekungan

Palembang Selatan (Kompleks Palembang) (Kosesoemadinata, 1981).

5

Gambar 1. Peta cekungan Sumatera Selatan (Heidrick,1993)

1. Tektonik Setting

Pulunggono (1992), membagi evolusi Cekungan Sumatera menjadi tiga fase,

yaitu fase Kompresional pada Jura Akhir–Kapur Awal, fase Ekstensional pada

Kapur Akhir–Tersier Awal dan kembali ke fase Kompresional pada Miosen

Tengah–sekarang. Perubahan fase-fase tektonik tersebut dikontrol oleh

perubahan arah Lempeng Samudera Hindia ke arah Lempeng Eurasia.

6

Gambar 2. Fase-fase tektonik Pulau Sumatera (Pulunggono, 1992)

Pada fase-fase tektonik tersebut Fase kompresional pada Jura Akhir–Kapur

Awal terjadi akibat tumbukan Lempeng India dengan Lempeng Eurasia. Hal

itu dikenali dengan adanya jalur magmatisme berupa intrusi granitis berumur

Jura berjajar dengan arah WNW–ESE dimulai dari Pegunungan Gumanti–Liki

di Timur kota Padang, Pegunungan Tigapuluh, Pegunungan Duabelas yang

dikenal sebagai Musi linieament hasil sesar strike slip berumur Jura Akhir

(Pulunggono, 1992). Selain itu di sebelah selatannya dan sejajar dengan Musi

linieament ditemukan jalur magmatik berarah WNW–ESE berumur Kapur

dimulai dari Gunung Bolang di Tenggara Padang, Sungai Gumanti, singkapan

batuan granitis di Gunung Tembesi–Rawas hingga batuan dasar granit serta

granodiorit dan di Selat Sunda yang dikenal sebagai Lematang linieament hasil

sesar strike slip berumur Kapur Awal (Pulunggono, 1992). Ke arah Selatan

terdapat tiga linieament yang juga merupakan hasil fase kompresional Jura

Akhir–Kapur Awal, berturut-turut, yaitu Kepayang dan Saka linieament.

6
















6
















7

Fase tektonik selanjutnya adalah fase Ekstensional pada kapur Akhir–Tersier

Awal yang terjadi akibat perubahan arah pergerakan Lempeng Hindia menjadi

N - S serta berkurangnya kecepatan konvergensi secara signifikan sejak Eosen

Akhir telah menyebabkan gaya gravitasi menjadi dominan dan sesar-sesar yang

terbentuk sebelumnya berkembang menjadi zona depresi maupun seri graben

berarah NE–SW dan N–S (Pulunggono, 1992). Sesar mendatar dekstral pada

Lematang linieament yang berarah N300°W terhenti, sedangkan zona depresi

yang terletak di sebelah Selatan Lematang linieament mempunyai arah N30°E

terbentuk dengan ditunjukkan oleh kehadiran Formasi Lahat sebagai endapan

synrift.

Fase tektonik yang ke-tiga adalah fase kompresional kembali aktif pada

Miosen Tengah yang terjadi akibat arah pergerakan Lempeng Hindia berubah

menajdi N6°E yang menyebabkan sesar-sesar normal yang terbentuk pada fase

ekstensional sebelumnya berubah menjadi sesar mendatar, bahkan sampai

terjadi pembalikan dan menghasilkan antiklin-antiklin dengan arah NW-SE

seperti yang terdapat pada Lematang linieament sekarang (Pulunggono, 1992).

B. Stratigrafi Daerah Penelitian

Bishop (2000), membagi stratigrafi formasi-formasi di Cekungan Sumatera

Selatan dari yang paling tua ke yang muda, yaitu Basement, Formasi Lahat

(termasuk di dalamnya Kikim Tuff), Formasi Talang Akar terdiri dari Gritsand

member (GRM), dan Transitional member (TRM), Formasi Baturaja, Formasi

Gumai, Formasi Air Benakat, Formasi Muara Enim, dan Formasi Kasai

(Gambar 3).

8

Gambar 3. Kolom stratigrafi cekungan Sumatera Selatan (Bishop, 2000),kotak merah menunjukan formasi penelitian.

8


8


9

Gambar 4. Peta geologi daerah penelitian

1. Basement

Batuan dasar pada Cekungan Sumatera Selatan merupakan kompleks Pra-

Tersier yang disusun oleh sebuah kompleks batuan beku Mesozoikum, batuan

metamorf Paleozoikum–Mesozoikum. Menurut data batuan tersebut berumur

Kapur Akhir sampai dengan Paleosen hingga Eosen Awal.

10

2. Formasi Lahat

Formasi ini diendapkan secara tidak selaras di atas Basement, terdiri dari

batupasir, batulempung, fragmen batuan, breksi, batubara tipis, dan tuf yang

semuanya diendapkan di lingkungan darat (kontinen). Umur formasi Lahat

yaitu Oligosen Awal sampai dengan Oligosen Akhir. Sedangkan untuk

ketebalan formasi ini bervariasi, antara 200–760 meter.

3. Formasi Talang Akar

Formasi ini diendapkan secara tidak selaras di atas Formasi Lahat. Formasi ini

dibagi menjadi dua anggota yakni GRM (grit sand member) yang tersusun oleh

klastika kasar dengan sisipan serpih dan batubara, dan anggota TRM

(transitional member) yang terdapat shale. Lingkungan pengendapan Formasi

Talang Akar berada di lingkungan litoral hingga shallow marine yang berumur

Oligosen Akhir–Miosen Awal. Ketebalan formasi Talang Akar bervariasi,

antara 100–500 meter.

4. Formasi Baturaja

Formasi ini diendapkan secara selaras di atas Formasi Talang Akar. Litologi

penyusunnya didominasi oleh batugamping yang dikelompokkan menjadi tiga

bagian, yaitu : batugamping paparan pejal, batugamping terumbu atau

bioklastik berpori dan napal. Formasi ini berumur Miosen Awal. Ketebalan

formasi bervariasi, antara 50–200 meter.

11

5. Formasi Gumai

Formasi ini dikenal juga dengan Formasi Telisa, diendapkan selaras di atas

Formasi Baturaja. Batuan pada formasi ini bersifat fossilferous, mengandung

serpih yang berasal dari laut, terkadang mengandung lapisan tipis batugamping

glaukonit. Pada pinggiran cekungan terjadi fasies shallow marine dengan

litologi berupa batulanau dan batupasir halus, serta batugamping dengan

sisipan serpih. Formasi Gumai diendapkan di lingkungan neritik dan berumur

Miosen Awal sampa dengan Miosen Tengah.

6. Formasi Air Benakat

Formasi Air Benakat diendapkan selama awal fase siklus regresi. Komposisi

dari formasi ini terdiri dari serpih, batupasir, batulempung, batulanau, dan

lapisan tipis batugamping. Formasi ini diendapkan di atas Formasi Gumai.

Ketebalan formasi bervariasi antara 300–600 meter dan berumur Miosen

Tengah. Formasi ini diendapkan di lingkungan laut dangkal.

7. Formasi Muara Enim

Formasi ini diendapkan di atas Formasi Air Benakat secara selaras. Batuan

penyusun formasi ini berupa batupasir, batulempung, dan lapisan batubara.

Batas bawah dari Formasi Muara Enim pada bagian Selatan dari cekungan

biasanya berupa lapisan batubara yang umumnya dipakai sebagai marker. Pada

Formasi ini jumlah dan ketebalan lapisan-lapisan batubara menurun dari

Selatan ke Utara. Ketebalan formasi berkisar antara 250–800 meter. Formasi

12

ini berumur Miosen Akhir hingga Pliosen dengan lingkungan pengendapan

laut dangkal, delta plain, hingga lingkungan non-marine.

8. Formasi Kasai

Formasi ini merupakan formasi yang paling muda di Cekungan Sumatera

Selatan. Formasi ini diendapkan selama Pliosen hingga Pleistosen dan

dihasilkan dari erosi produk vulkanik Pegunungan Barisan dan Pegunungan

Tiga Puluh. Litologi penyusun formasi ini terdiri dari batupasir tufan, lempung

dan kerakal, serta lapisan tipis batubara. Umur dari formasi ini adalah Pliosen

hingga Plistosen dengan lingkungan pengendapan darat.

C. Jenis Batubara Daerah Penelitian

Keterdapatan lapisan batubara di daerah penelitian, tepatnya Tanjung Enim dan

sekitarnya yang potensial dan bernilai ekonomis untuk ditambang saat ini ada 5

lapisan dari tua ke muda sebagai berikut:

1. Lapisan Batubara Petai (Batubara C)

Lapisan batubara ini mempunyai ketebalan antara 6-10 m, berwarna hitam

mengkilat dan mengandung lapisan pita pengotor batubara, yaitu lempung dan

batulanau dengan ketebalan sekitar 2-10 cm. Selain itu juga didapati lensa-

lensa batu lanau pada 0,7-3 m dari “base” dengan tebal 2-15 cm. Interburden

antara batubara C dengan batubara B2 yang dicirikan oleh batupasir dengan

sisipan batulanau dengan ketebalan sekitar 25-40 cm.

13

2. Lapisan Batubara Suban Bawah (Batubara B2)

Lapisan batubara ini mempunyai ketebalan 3-5 m, serta terdapat pita pengotor

berupa batulempung, lanau karbonan dengan tebal 2-8 cm dengan posisi 0,8-10

m dari “base”. Dijumpai lensa-lensa batu lanau (kadang-kadang silikaan) pada

1,1-3,3 cm dari “base” dengan tebal 1-15 cm interburden antara B2-B1 selang-

seling batulempung dan batulanau dengan tebal 2-5,5 m.

3. Lapisan Batubara Suban Atas (Batubara B1)

Ketebalan lapisan batubara ini kurang lebih 8-12 m. Pita pengotor berupa

batulempung, lanau karbonan dengan tebal 2-15 cm. ditemukannya lensa-lensa

batulanau (kadang-kadang silikaan) pada 0,76-6,0 m dari “base” dengan tebal

1-15 cm. Interburden antara B1-A2 dicirikan dengan perulangan batupasir dan

batulanau dengan sisipan batubara/ batulempung karbonan (suban marker)

dengan ketebalan 15-23 m.

4. Lapisan Batubara Mangus (Batubara A2)

Lapisan batubara ini mempunyai ketebalan 5-12,9 m. Pada lapisan ini

ditemukan adanya batubara silika pada bagian “top” yang sangat keras dengan

ketebalan 20-40 cm. Terdapat pita pengotor batulempung karbonan dengan

tebal 2-15 cm. Ditemukan lensa-lensa batulanau (kadang-kadang silikaan) pada

0,9-4,5 m dari “base” dengan tebal 1-15 cm. Interbuden lapisan batubara A2-

A1 dicirikan dengan batulempung, batupasir tufaan dengan ketebalan 0,5-2 m.

14

5. Lapisan Batubara Mangus Atas (Batubara A1)

Lapisan batubara ini mempunyai ketebalan antara 6,5-10 m. Terdapat pita

pengotor batulempung tufaan dengan tebal 1-15 cm. Dijumpai lensa-lensa

batulanau (kadang-kadang silikaan) pada posisi 0,4-2,6 m dari “base” dengan

tebal 2-15 cm. Overbuden lapisan ini dicirikan dengan ditemuinya batupasir di

jumpai adanya nodul clay ironstone. Lapisan batubara gantung (hanging)

dengan tebal 0,3-3,0 m.

Gambar 5. Lapisan penyusun batubara (Bukit Asam, 2015)

14









14









III. TEORI DASAR

A. Well Logging

Log adalah suatu grafik kedalaman (bisa juga waktu), dari satu set data yang

menunjukkan parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam

sebuah sumur (Harsono, 1997). Kegiatan untuk mendapatkan data log disebut

‘logging’ Logging memberikan data yang diperlukan untuk mengevaluasi

secara kuantitatif banyaknya hidrokarbon di lapisan pada situasi dan kondisi

sesungguhnya. Grafik log memberikan informasi yang dibutuhkan untuk

mengetahui sifat – sifat batuan dan cairan.

Saat ini well logging diartikan sebagai perekaman karakteristik dari suatu

formasi batuan yang diperoleh melalui pengukuran pada sumur bor (Ellis,

2008). Well logging juga dapat digunakan untuk mengetahui sifat fisika suatu

batuan dengan menggabungkan dua metode, yaitu: interpretasi data rekaman

log (log Interpretation) di lapangan, dan analisis batuan inti (core analysis) di

laboratorium ( Dewanto, 2009).

Interpretasi data log merupakan suatu metode pendukung dalam usaha evaluasi

formasi, yaitu dengan cara menggunakan hasil perekaman alat survey logging

sebagai sumber informasi yang utama. Interpretasi ini dapat dilakukan baik

secara kuantitatif maupun kualitatif (Dewanto, 2009).

16

Dewasa ini logging dapat digunakan mengetahui gambaran rinci dan lengkap

dari lingkungan dibawah permukaan tanah, tepatnya dapat digunakan untuk

mengetahui karateristik dan menilai batuan batuan yang mengelilingi lubang

bor tersebut. Selain itu logging juga dapat memberikan keterangan dari lapisan

yang mengandung hidrokarbon, serta sejauh mana penyebaran hidrokarbon

pada suatu lapisan.

Logging juga digunakan dalam eksplorari pertambangan, seperti mineral

maupun batubara. Pada eksplorasi batubara logging yang diduganakan

seringkali hanya beberapa kombinasi log, seperti log densitas, log gamma dan

Caliper, meski tidak menutup kemungkinan digunakannya log lain seperti log

resistivitas. Logging gamma ray dan densitas mempunyai keistimewaan dan

kekurangan masing-masing, oleh karena itu dilakukan kombinasi Logging

untuk analisa menyeluruh guna mendapatkan hasil yang maksimal.

1. Log Gamma Ray

Log Gamma Ray mempunyai prinsp kerja merespon radiasi gamma alami pada

suatu formasi batuan (Ellis, 2008). Pada formasi batuan sedimen, log ini

biasanya mencerminkan kandungan unsur radioaktif di dalam formasi. Hal ini

dikarenakan elemen radioaktif cenderung untuk terkonsentrasi di dalam

lempung dan serpih. Formasi bersih biasanya mempunyai tingkat radioaktif

yang sangat rendah, kecuali apabila formasi tersebut terkena kontaminasi

radioaktif misalnya dari debu volkanik atau granit (Schlumberger, 1989). Hasil

catatan well loggin pada beberapa jenis batuan (Gambar 6), dimana setiap

jenis batuan menghasilkan catatan log yang berbeda.

17

Gambar 6. Respon log gamma ray terhadap beberapa jenisbatuan (Rider, 1996)

Karakteristik Gamma Ray dapat digunakan pada sumur yang telah dicasing.

Gamma ray dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik berenergi tinggi yang

dikeluarkan secara spontan oleh elemen radioaktif (Schlumberger,1989).

Hampir semua radiasi gamma yang ditemukan di bumi berasal dari isotop

potassium yang mempunyai berat atom 40 (K40) serta unsur radioaktif uranium

dan thorium (Schlumberger, 1989). Setiap unsur tersebut menghasilkan gamma

ray dengan jumlah dan energi yang berbeda untuk masing – masing unsur.

Potassium (K40) mengeluarkan gamma ray sebagai energi tunggal pada 1,46

MeV, sedangkan uranium dan thorium mengeluarkan berbagai variasi gamma

18

ray (Ellis, 2008). Untuk melewati suatu materi, gamma ray bertumbukan

dengan atom dari zat penyusun formasi (Ellis, 2008). Gamma ray akan

kehilangan energinya setiap kali mengalami tumbukan, Setelah energinya

hilang, gamma ray diabsorbsi oleh atom formasi melalui suatu proses yang

disebut efek fotoelektrik (Ellis, 2008). Jadi gamma ray diabsorbsi secara

gradual dan energinya mengalami reduksi setiap kali melewati formasi. Laju

absorbsi berbeda sesuai dengan densitas formasi (Schlumberger, 1989).

Formasi dengan jumlah unsur radioktif yang sama per unit volum tapi

mempunyai densitas yang berbeda akan menunjukkan perbedaan tingkat

radioaktivitas Formasi yang densitasnya lebih rendah akan terlihat sedikit lebih

radioaktif. Respon GR log setelah dilakukan koreksi terhadap lubang bor dan

sebagainya sebanding dengan berat konsentrasi unsur radioaktif yang ada di

dalam formasi (Schlumberger, 1989).

2. Log Desitas

Log densitas mempunyai prinsip merekam bulk density formasi batuan

(Schlumberger,1989). Bulk density merupakan densitas total dari batuan

meliputi matriks padat dan fluida yang mengisi pori. Secara geologi, bulk

density merupakan fungsi dari densitas mineral yang membentuk batuan

tersebut dan volume fluida bebas yang menyertainya (Rider, 1996). Sebagai

contoh dapat dilihat pada Gambar 7. dimana batupasir tanpa porositas

mempunyai bulk density 2,65g/cm3, densitasnya murni berasal dari kuarsa.

Apabila porositasnya 10%, bulk density batupasir tersebut tinggal 2,49g/cm3,

19

hasil rata – rata dari 90% butir kuarsa (densitasnya 2,65g/cm3 ) dan 10% air

(densitasnya 1,0g/cm3) (Rider,1996).

Gambar 7. Respon log densitas terhadap berberapa jenis batuan dengandensitas total dari batuan meliputi matriks padat dan fluidayang mengisi pori, (Rider, 1996)

Sebuah sumber radioaktif yang diarahkan ke dinding bor mengeluarkan gamma

ray berenergi sedang ke dalam formasi (Schlumberger,1989). Gamma ray

tersebut bertumbukan dengan elektron yang ada di dalam formasi. Pada tiap

kali tumbukan, gamma ray kehilangan sebagian energinya yang diserap oleh

elektron (Schlumberger,1989). Gamma ray tersebut terus bergerak dengan

energinya yang tersisa. Jenis interaksi ini dikenal sebagai hamburan Compton

20

(Schlumberger,1989). Hamburan gamma ray tersebut kemudian ditangkap oleh

detektor yang ditempatkan di dekat sumber gamma ray. Jumlah gamma ray

yang kembali tersebut kemudian digunakan sebagai indikator dari densitas

formasi (Schlumberger,1989).

Nilai hamburan Compton dipengaruhi oleh jumlah elektron yang di dalam

formasi (Schlumberger, 1989). Sebagai akibatnya, respon density

tool dibedakan berdasarkan densitas elektronnya (jumlah elektron tiap

centimeter kubik). Densitas elektron berhubungan dengan true bulk

density yang bergantung pada densitas matriks batuan, porositas formasi, dan

densitas fluida yang mengisi pori (Schlumberger, 1989).

Untuk mengurangi pengaruh dari mud column, maka detektor dan skidmounted

sourceharus dipasangi perisai (Schlumberger, 1989). Sebuah koreksi

diperlukan ketika kontak antara skid dan formasi tidak sempurna. Jika hanya

ada satu detektor yang digunakan, koreksi tidak mudah untuk dilakukan karena

pengoreksian bergantung pada ketebalan, berat, dan komposisi mudcake atau

mud interposed di antara skid dan formasi (Schlumberger, 1989).

B. Batubara

Batubara adalah batuan sedimen organik yang dapat terbakar, berasal dari

akumulasi pengendapan bahan tumbuhan dalam konsdisi tertutup dari udara

(bebas oksigen) dan terkena pengaruh panas serta tekanan yang berlangsung

lama sekali, berwarna coklat sampai hitam, yang sejak pengendapannya

terkena proses fisika dan kimia, yang mana mengakibatkan pengayaan

21

kandungan karbonnya (Diessel, 1992). Pembentukan tanaman menjadi

gambut dan selanjutnya menjadi batubara melalui dua tahap, yaitu tahap

diagenesa gambut (peatilification) dan tahap pembatubaraan (coalification).

Tahap diagenesa gambut disebut juga dengan tahap biokimia dengan

melibatkan perubahan kimia dan mikroba, sedangkan tahap pembatubaraan

disebut juga dengan tahap geokimia atau tahap fisika dan kimia yang

melibatkan perubahan kimia dan fisika serta batubara dari lignit sampai

antracit (Cook, 1982). Secara garis besar batubara terdiri dari zat organik, air

dan bahan mineral. Batubara dapat diklasifikasikan menurut tingkatan yaitu :

lignit, sub bituminous, bituminous dan antracit.

Ditinjau dari cara terbentuknya, batubara dapat dibedakan menjadi dua cara,

antara lain batubara ditempat (insitu) dan batubara yang bersifat apungan

(drift). Batubara ditempat terbentuk di tempat tumbuhan itu terbentuk,

mengalami proses dekomposisi dan tertimbun dalam waktu yang cepat,

batubara ini dicirikan dengan adanya bekas – bekas akar pada seat earth serta

memiliki kandungan pengotor yang rendah, sedangkan batubara apungan

terbentuk dari timbunan material tanaman yang telah mengalami perpindahan

selanjutnya terdekomposisi dan tertimbun, pada batubara ini tidak dijumpai

bekas-bekas akar pada seat earth dan memiliki kandungan pengotor yang

tinggi.

1. Pembentukan Batubara

Pembentukan batubara merupakan proses yang komplek yang harus dinilai dan

dipelajari dari segala segi. Sekitar sepuuh macam proses yang berbeda satu

22

dengan lainnya, yang merupakan proses geologi, paleografi dan bersifat

paleoklimatis. Semua itu merupakan penyebab terbentuknya batubara dalam

suatu cekungan. Proses-proses diatas saling mempengaruhi dan juga saling

tergantungsatu dengan lainnya. Akumulasi batubara hanya dapat terjadi bila

terdapat keseimbangan yang tepat dari parameter-parameter yang banyakl itu.

Kesepuluh macam faktor yang berpengaruh tersebut adalah :

a. Posisi Geotektonik

Posisi geotektoni adalah suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi oleh

gaya-gaya tektonik lempeng. Dalam pembentukan cekungan batubara, posisi

geotektonik merupakan faktor yang dominan. Posisi ini akan mempengaruhi

iklim lokkal dan morfologi cekungan pengendapan batubara maupun

kecepatan penurunannya. Pada fase terakhir, posisi geotektonikmempengaruhi

proses metamorfosa organik dan struktur dari lapangan batubara melalui masa

sejarah setelah pengendapan berakhir.

b. Topografi

Morfologi dari cekungan pada saat pembentukan gambut sangat penting karena

menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara tersebut terbentuk.

Topografi mungkin mempunyai efek yang terbatas terhadap iklim dan

keadaannya bergantung pada posisi geotektonik.

c. Iklim

Kelembaban memegang peranan penting dalam pembentukan batubara dan

merupakan faktor pengontrol pertumbuhan flora dalam kondisi yang sesuai.

Iklim tergantung pada posisi geotektonik. Temperatur yang lembab pada ili

23

tropis dan sub tropis umumnya sesuai untuk pertumbuhan flora dibandingkan

wilayah yang lebih dingin. Hasi pengkajian menyatakan bahwa hutan rawa

tropis mempunyai siklus pertumbuhan setiap 7 hingga 9 tahun, dengan

ketinggian pohon sekitar 30 m. Sedangkan pada iklim yang lebih dingin

ketinggian pohon hanya mencapai 5 hingga 6 m dalam selang waktu yang

sama.

d. Penurunan

Penurunan cekungan batubara dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik. Jika

penurunan dan pengendapan gambut seimbang akan dihasilkan endapan

batubara tebal. Pergantian transgresi dan regresi mempengaruhi pertumbuhan

flora dan pengendapannya. Hal tersebut menyebabkan adanya infitrasi material

dan mineral yang mempengaruhi mutu dari batubara yang terbentuk.

e. Umur Geologi

Proses geoogi menentukan berkembangnya evolusi kkehidupan berbagai

macam tumbuhan. Masa perkembangan geologi secara tidak langsung

membahas sejarah pengendapan batubara dan metamorfosa organik. Makin tua

umur batuan makin dalam penimbunan yang terjadi, sehingga terbentuk

batubara yang bermutu tinggi. Tetapi pada batubara yang memiliki umur

geologi lebih tuaselalu ada deformasi tektonik yang membentuk struktur dan

perlipatan atau patahan pada lapisan batubara. Disamping itu faktor erosi akan

merusak semua bagian dari endapan batubara.

24

f. Tumbuhan

Flora merupakan unsur utama pembentu batubara. Pertumbuhan dari flora

terakumulasi pada suatu lingkungan dan ona fisiografi dengan ilim dan

topografi tertentu. Flora merupaka faktor penentuterbentuknya berbagai tipe

batubara. Evolusi dari kehidupan menciptakan kondisi yang berbeda selama

masa sejarah geologi. Mulai dari Paleozoikum hingga Devon, flora belum

tumbuh dengan baik. Setelah Devon pertama kali terbentuk lapisan batubara di

daerah laguna yang dangkal. Periode ini merupakan titik awal dari

pertumbuhan flora secara besar- besaran dalam waktu singkat pada setiap

kontinen, hutan tumbuh dengan subur selama masa karbon. Masa Tersier

merupakan perkembangan yang sangat luas dari berbagai jenis tanaman.

g. Dekomposisi

Dekomposisi flora yang merupakan bagian transformasi biokimia dari organik

merupakan titik awal untu seluruh alterasi. Dalam pertumbuhan gambut sisa

tumbuhan akan mengalami perubahan, baik secara fisik maupun kimiawi.

Setelah tumbuhan mati proses degradasi biokimia lebih berperan. Proses

pembusukan (decay) akan terjadi oleh kerja mikkrobiologi (bakteri anaerob).

Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen menghancurkan bagian yang

lunak dari tumbuhan seperti selulosa, protoplasma, dan pati. Dari proses diatas

terjadi perubahan dari kayu menjadi lignit dan batubara bitumen. Dalam

suasana kekurangan oksigen terjadi proses biokimia yang berakibat keluarnya

air ( H2O) dan sebagian unsur karbon akan hilang dalam bentukk karbon

dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan metan (CH4). Akibat pelepasan

unsur atau senyawa tersebut jumlah relatif unsur karbon akan

25

bertambah.kecepatan pembentukan gambut akan bergantung pada kecepatan

perkembangan tumbuhan dan proses pembusukkan. Bila tumbuhan tertutup

oeh air dengan cepat, maka akan terhindar dari proses pembusukan, tetapi

terjadi proses desintegrasi atau penguraian oleh mikrobiologi. Bila tumbuhan

yang telah mati terallu lama berada di udara terbuka, maka kecepatan

pembentukan gambut akan berkurang sehingga hanya bagian keras saa

tertinggal yang menyulitkan penguraian oleh mikrobiologi.

h. Sejarah Sesudah Pengendapan

Searah cekungan batubara secara luas bergantung pada posisi geotektonik yang

mempengaruhi perkkembangan batubara dan cekkungan batubara. Secara

singkat terjadi proses geokimia dan metamorfosa organik setelah pengendapan

gambut. Disamping itu sejarah geologi endapan batubara bertanggung jawab

terhadap terbentuknya struktur cekungan batubara, berupa perlipatan,

pensesaran, intrusi magmatik dan sebagainya.

i. Struktur Cekungan Batubara

Terbentuknya batubara pada cekungan batubara umumnya mengalami

deformasi oleh gaya tektonik, yang akan menghasikan lapisan batubara dengan

bentuk-bentuk tertentu. Disamping itu adanya erosi yang intensif

menyebabkan bentuk lapisan batubara tidak menerus.

j. Metamorfosa Organik

Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau

penguburan oleh sedimen baru. Pada tingkat ini proses degradasi biokimia

tidak berperan lagi tetapi lebih didominasi olehproses dinamokimia. Proses ini

26

menyebabkan terjadinya perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai

mutu. Selama proses ini terjadi pengurangan air lembab, oksigen dan zat

terbang (seperti CO2, CO, CH4, dan gas lainnya) serta bertambahnya

proosentase karbon adat, belerang, dan kandungan abu. Pperubahan mutu

batubar diakibatkkan oleh faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat

disebabkan oeh lapisan sedimen penutup yang sangat tebal atau karena

tektonik. Hal ini menyebabkan bertambahnya tekanan dan percepatan proses

metamorfosa organik. Proses metamorfoosa organik akan dapat mengubah

gambut menjadi batubara sesuai dengan perubahan sifat kimkia, fisik, dan

optiknya.

2. Klasifikasi Maseral Batubara

Maseral pada batubara analog dengan mineral pada batuan. Maseral merupakan

bagian terkecil dari batubara yang bisa teramati dengan mikroskop. Maseral

dikelompokan berdasarkan tumbuhan atau bagian tumbuhan menjadi tiga grup,

(Gambar 8).

Gambar 8. Maseral vitrinit, Inertinit, dan liptinit (Kentucky, 2006).

26










optiknya.





(Gambar 8).


26










optiknya.





(Gambar 8).


27

a. Vitrinit

Vitrinit adalah hasil dari proses pembatubaraan materi humic yang berasal dari

selulosa (C6H10O) dan lignin dinding sel tumbuhan yang mengandung serat

kayu (woody tissue) seperti batang, akar, daun. Vitrinit adalah bahan utama

penyusun batubara di indonesia (>80 %). Dibawah mikroskop, kelompok

maseral ini memperlihatkan warna pantul yang lebih terang dari pada

kelompok liptinit, namun lebih gelap dari kelompok Inertinit, berwarna mulai

dari abu-abu tua hinggga abu-abu terang. Kenampakan dibawah mikroskop

tergantung dari tingkat pembantubaraanya (rank), semakin tinggi tingkat

pembatubaraan maka warna akan semakin terang. Kelompok vitrinit

mengandung unsur hidrogen dan zat terbang yang presentasinya berada

diantara Inertinit dan liptinit. Mempunyai berat jenis 1,3 – 1,8 dan kandungan

oksigen yang tinggi serta kandungan volatile matter sekitar 35,75 %.

b. Liptinit (Exinit)

Liptinit tidak berasal dari materi yang dapat terhumifikasikan melainkan

berasal dari sisa tumbuhan atau dari jenis tanaman tingkat rendah seperti spora,

gangang (algae), kutikula, getah tanaman (resin) dan serbuk sari (pollen).

Berdasarkan morfologi dan bahan asalnya, kelompok liptinit dibedakan

menjadi sporinite (spora dan butiran pollen), cuttinite (kutikula), resinite

(resin/damar), exudatinite (maseral sekunder yang berasal dari getah maseral

liptinit lainya yang keluar dari proses pembantubaraan), suberinite (kulit

kayu/serat gabus), flourinite (degradasi dari resinit), liptoderinit (detritus dari

maseral liptinit lainya), alganitie ganggang) dan bituminite (degradasi dari

28

material algae). Relatif kaya dengan ikatan alifatik, sehingga kaya akan

hidrogen atau bisa juga sekunder, terjadi selama proses pembatubaraan dari

bitumen. Sifat optis : revflektivitas rendah dan flourosense tinggi dari liptinit

mulai gambut dan batubara pada rangk rendah sampai tinggi pada batubara sub

bituminus relatif stabil (Taylor, 1998). Di bawah mikroskop, kelompok liptinite

menunjukan warna kuning muda hingga kuning tua di bawah sinar flouresence,

sedangkan dibawah sinar biasa kelompok ini terlihat berwarna abu-abu sampai

gelap. Liptinite mempunyai berat jenis 1,0 – 1,3 dan kandungan hidrogen yang

paling tinggi diabanding dengan maseral lain, sedangkan kandungan volatile

matter sekitar 66 %.

c. Inertinit

Inertinit disusun dari materi yang sama dengang vitrinite dan liptinite tetapi

dengan proses dasar yang berbeda. Kelompok Inertinite diduga berasal dari

tumbuhan yang sudah terbakar dan sebagian berasal dari hasil proses oksidasi

maseral lainnya atau proses decarboxylation yang disebabkan oleh jamur dan

bakteri. Kelompok ini mengandung unsur hidrogen paling rendah dan

karakteristik utamanya adalah reflektansi yang tinggi di antara kelompok

lainnya. Pemanasan pada awal penggambutan menyebabkan Inertinit kaya

akan karbon. Sifat khas Inertinit adalah reflektinitas tinggi, sedikit atau tanpa

flouresnse, kandungan hidrogen, aromatis kuat karena beberapa penyebab,

seperti pembakaran (charring), pengancuran oleh jamur, dan oksidasi serat

tumbuhan. Sebagian besar Inertinit sudah pada bagian awal proses

pembatubaraan. Inertinite mempunyai berat jenis 1,5 – 2,0 dan kandungan

29

karbon yang paling tinggi dibanding maseral lain serta kandungan volattile

matter sekitar 22,9 %.

C. Analisis Kualitas Batubara

Kualitas batubara adalah sifat fisika dan kimia dari batubara yang

mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas batubara ditentukan oleh

maseral dan mineral matter penyusunnya serta oleh derajat coalification. Pada

umumnya untuk menentukan kualitas batubara dilakukan analisa kimia pada

batubara yang diantaranya dengan memperhatikan sejumlah parameter kualitas

yang dihasilkan dari analisis kimia dan pengujian laboratorium. Analisis kimia

batubara terdiri dari 2 jenis, yaitu sebagai berikut :

1. Analisis Ultimat

Analisis Ultimat adalah cara sederhana untuk menunjukan unsur pembentuk

batubara dengan mengabaikan senyawa kompleks yang ada dan hanya dengan

menentukan unsur kimia pembentuk yang penting. Ada 5 unsur utama

pembentuk batubara, yaitu karbon, hidrogen, sulfur, nitrogen, oksigen dan

fosfor. Kandungan sulfur yang sangat umum dijumpai dalam endapan

batubara, yaitu :

- Pirit terjadi dalam bentuk makrodeposit (lensa, vein, joint)

- Sulfur Organik, jumlahnya 20-80% dari sulfur total. Secara kimia terikat

dalam bentuk batubara.

- Sulfur sulfat, umumnya berupa kalsium sulfat dan besi sulfat dengan jumlah

yang kecil.

30

a. Sulfur dalam Batubara (Total Sulphur)

Sulfur telah bergabung dalam sistim pengendapan batubara sejak batubara

tersebut masih dalam bentuk endapan gambut. Gambut di Indonesia terbentuk

pada suatu lingkungan pengendapan yang disebut raised swamp, yaitu di

daerah dimana curah hujan tahunan lebih besar dari evaporasi tahunannya.

Pada kondisi seperti ini, gambut akan menghasilkan batubara dengan

kandungan sulfur yang rendah karena hanya mendapat pasokan ‘makanan’ dari

air hujan. Sulfur dalam batubara didapatkan dalam bentuk mineral sulfat,

mineral sulfida dan material organik.

Gambut mengandung semua bentuk sulfur yang didapatkan dalam batubara

termasuk sulfur piritik, sulfat dan organik. Kandungan sulfur yang ditemukan

pada gambut dapat memprediksikan kuantitas sulfur yang ada dalam batubara.

Gambut yang berada di bawah pengaruh air laut umumnya mengandung kadar

sulfur yang lebih tinggi dibandingkan dengan gambut air tawar. Sulfat

merupakan reaktan yang menentukan tingkat kuantitas sulfur piritik dan sulfur

organik dalam gambut. (Fatimah, 2007), berdasarkan persentase volume atau

kadar sulfur yang dikandung batubara,kandungan sulfur dikelompokkan

menjadi 4 (empat) yaitu rendah, sedang, tinggi dan kisaran lebar dengan

kriteria sebagai berikut :

Rendah, apabila kandungan sulfur : S <0.6%

Sedang, apabila kandungan sulfur : 0.6% < S< 0.8%

Tinggi, apabila kandungan sulfur : S > 0.8%

Kisaran lebar, apabila kandungan sulfur menunjukkan nilai yang meliputi

kelompok rendah, sedang dan tinggi.

31

b. Nilai Kalori pada Batubara (Caloric Value)

Harga nilai kalor merupakan penjumlahan dari harga-harga panas pembakaran

batubara. Harga nilai kalor yang dapat dilaporkan adalah harga gross calorific

value dan biasanya dengan besar air dried, sedang nilai kalor yang benar-

benar dimanfaatkan dalam pembakaran batubara adalah net caloric value yang

dapat dihitung dengan harga panas latent dan sensible yang dipengaruhi oleh

kandungan total dari air dan abu. Kalor adalah suatu bentuk energi yang

diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda berubah suhu atau wujud

bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam

satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik

yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Kalor memiliki satuan

Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). Berikut merupakan hasil penentuan kelas

batubara berdasarkan ketentuan Devisi Batubara, Direktorat Investasi Sumber

Daya Mineral dan Batubara (dalam Indonesia Coal Resources Reserves and

Calorivic Value, 2003).

Low (Rendah) nilai kalori <5100 (kcal/kg, adb)

Medium (Sedang) nilai kalori 5100-6100 (kcal/kg, adb)

High (Tinggi) nilai kalori 6100-7100 (kcal/kg, adb)

Very High (Sangat Tinggi) nilai kalori >7100 (kcal/kg, adb)

2. Analisis Proximat

Dalam menganalisis batubara digunakan analis proximate dengan beberapa

parameter diantaranya jumlah kadar air (moisture), zat terbang (volatile

matter), abu (ash), dan kadar karbon (fixed carbon) yang terkandung didalam

batubara.

32

a. Kadar Air (Moisture)

Semua batubara memiliki kadar air (moisture) yang terdiri dari air permukaan

(surface moisture) dan di dalam batubara itu sendiri (inherent moisture). Kadar

air dalam batubara menjadi bertambah pada saat pencucian batubara sehabis

penambangannya. Bertambahnya kadar air di dalam batubara juga disebabkan

karena penimbunan di udara terbuka atau bila butiran-butiran batubaranya

makin halus (Pratiwi, 2013).

b. Zat Terbang (Volatile Matter)

Di dalam batubara terkandung sejumlah zat-zat atau gas-gas yang mudah

terbang antara lain hidrogen dan zat-zat air arang (CH4, C2H6, C2H2, C2H4) dan

sebagainya (Pratiwi, 2013). Zat atau gas yang mudah terbang tersebut akan

segera terbakar setelah bercampur dengan udara pembakaran. Yang dimaksud

dengan kandungan zat-zat mudah terbang tersebut adalah prosentase atau berat

dari zat-zat penguap, bila dilakukan destilasi terhadap bahan bakar tersebut

tanpa adanya hubungan dengan udara pada temperatur 950o C dikurangi berat

uap air yang menguap sedangkan sisanya berupa kokas. Kandungan zat terbang

memberikan pengaruh terhadap peningkatan konversi kandungan zat terbang

batubara. Kandungan zat terbang yang tinggi menunjukan bahwa batubara

didominasi oleh struktur alifatik dan gugus fungsional eter yang lemah dan

mudah di putuskan ketika dipanaskan dalam suhu yang tinggi (Harli 2013).

33

c. Kadar Karbon (Fixed Carbon)

Kadar karbon tetap merupakan bagian dari batubara yang membutuhkan waktu

lama untuk terbakar di dalam ruang bakar, karena masih terdapat sisa karbon.

Fixed Carbon ditentukan dengan perhitungan : 100% dikurangi persentase

moisture, volatile matter, dan ash (dalam basis kering udara (adb)).

d. Kadar Abu (ASH)

Abu merupakan zat mineral yang tidak terbakar dan akan tertinggal ketika

batubara terbakar sempurna. Kadar abu yang tingggi dalam batubara tidak

mempengaruhi proses pembakaran, namun dapat memperbesar kerugian yang

disebabkan terdapatnya sejumlah bahan bakar yang terbuang bersama dengan

abu tersebut. Abu batubara mengandung sebagian unsur yang bersifat volatile

pada temperatur tinggi dan ukuran batubara sangat bervariasi yang semuanya

tergantung pada teknik penggilingan batubara (Pratiwi, 2013). Dari hasil libah

pembakaran batubara banyak ditemukannya unsur Si dan Al yang berupa abu

laying (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Abu laying dan abu dasar tersebut

memiliki kandungan SiO2 dan Al2O3 dengan presentase yang berbeda. Abu

laying yaitu sebesar 51.8% dan 26.85% sedangkan abu dasar sebesar 57.48%

dan 35.61% (Fatiha, 2013).

D. Analisis SEM (Scanning Elektron Microscope)

SEM (Scanning Elektron Microscope) adalah salah satu jenis mikroskop

elektron yang prinsip kerjanya menggunakan berkas elektron untuk

34

menggambarkan bentuk permukaan dari material yang dianalisis menggunakan

berkas elektron yang dipantulkan dengan energy tinggi. Permukaan material

yang disinari atau terkena berkar elektron akan memantulkan kembali berkas

elektron atau dinamakan berkas elektron sekunder ke segala arah. Tetapi dari

semua berkas elektron yang dipantulkan terdapat satu berkas elektron yang

dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Detector yang terdapat di dalam SEM

akan mendeteksi berkas elektron berintensitas tertinggi yang dipantulkan oleh

benda atau material yang dianalisis. Selain itu juga dapat menentukan lokasi

berkas elektron yang berintensitas tinggi itu.

Ketika dilakukan pengamatan terhadap material, lokasi permukaan benda yang

ditembak dengan berkas elektron yang berintensitas tinggi discan ke seluruh

permukaan material pengamatan. Karena luasnya daerah pengamatan kita

dapat membatasi lokasi pengamatan dengan melakukan zoom – in atau zoom –

out. Dengan memanfaatkan berkas pantulan dari benda tersebut, maka

informasi dapat diketahui dengan menggunakan program pengolahan citra

yang terdapat dalam komputer.

SEM (Scanning Elektron Microscope) memiliki resolusi yang lebih tinggi dari

pada mikroskop optic. Hal ini disebabkan oleh panjang gelombang de Broglie

yang memiliki elektron lebih pendek daripada gelombang optik. Karena makin

kecil panjang gelombang yang digunakan, maka makin tinggi resolusi

mikroskop.

35

E. Analisis Termal

Analisis termal dapat didefinisikan sebagai pengukuran sifat-sifat fisik dan

kimia material sebagai fungsi dari suhu. Analisis termal seringkali digunakan

untuk sifat-sifat spesifik tertentu, misalnya entalpi, kapasitas panas, massa dan

koefisien ekspansi termal. Penggunaan analisis termal pada zat padat telah

demikian luas dan bervariasi, mencakup studi reaksi keadaan padat,

dekomposisi termal dan transisi fasa dan penentuan diagram fasa.

Analisis termal seperti Thermogravimetry Analyser (TGA), Differential

Thermal Analyser (DTA), dan Differential Scanning Calorimeter (DSC) telah

banyak digunakan untuk menganalisis dekomposisi termal dari suatu bahan

bakar padat, termasuk di dalamnya adalah batubara (Lestari, 2008). Differential

Thermal Analysis (DTA) adalah suatu teknik analisis termal dimana perubahan

material diukur sebagai fungsi temperatur. DTA digunakan untuk mempelajari

sifat thermal dan perubahan fasa akibat perubahan entalpi dari suatu material.

Selain itu, kurva DTA dapat digunakan sebagai finger print material, sehingga

dapat digunakan untuk analisis kualitatif. Metode ini mempunyai kelebihan

antara lain instrumen dapat digunakan pada suhu tinggi, bentuk dan volume

sampel yang fleksibel, serta dapat menentukan suhu reaksi dan suhu transisi

sampel (West, 1984).

Prinsip kerja DTA, yaitu apabila temperatur sampel dan zat pembanding

dipanaskan pada temperatur konstan, maka zat pembanding akan

mengalami kenaikan temperatur sesuai dengan kenaikan temperatur yang

mengenainya, sementara itu pada sampel akan terjadi kenaikan suhu atau

penurunan temperatur pada batas tertentu sesuai dengan peristiwa yang

36

terjadi pada sampel. Jika perubahan pada sampel telah sempurna, maka

temperatur sampel akan konstan kembali, seiring dengan zat

pembandingnya. Ketika peristiwa yang terjadi adalah eksotermal, maka

panas akan dilepaskan oleh sampel, sehingga dalam sampel akan terjadi

kenaikan temperatur yang ditandai dengan suatu puncak maksimum pada

kurva DTA. Sedangkan apabila perubahan yang terjadi pada sampel

adalah proses endotermal, maka akan terjadi penyerapan panas oleh

sampel yang ditandai dengan penurunan temperatur dari sampel, sehingga

kurva DTA yang diperoleh adalah sebagai puncak minimum (Currel, 1997).

Termogravimetri analisis atau termal (TGA) adalah jenis pengujian yang

dilakukan pada sampel untuk menentukan perubahan berat-susut (weight-loss)

dalam kaitannya dengan perubahan suhu. Analisis tersebut bergantung pada

tingkat presisi yang tinggi dalam tiga pengukuran: berat, suhu, dan perubahan

suhu. Seperti jumlah kehilangan berat-susut (weight-loss) terlihat pada

Gambar 9. kurva berat-susut mungkin memerlukan analisis sebelum hasilnya

dapat ditafsirkan.

37

Gambar 9. Tampilan grafik TGA (Lestari, 2008)

Kurva derivatif kehilangan berat-susut (weight-loss) dapat digunakan untuk

memberitahu titik di mana berat-susut (weight-loss) paling jelas. Mungkin

diperlukan Interpretasi terbatas tanpa modifikasi lebih lanjut dan dekonvolusi

dari puncak overlapping.

TGA umumnya digunakan dalam penelitian dan pengujian untuk menentukan

karakteristik bahan seperti polimer, untuk menentukan suhu degradasi, bahan

menyerap kadar air, tingkat komponen anorganik dan bahan organik,

dekomposisi poin bahan peledak, dan residu pelarut. Hal ini juga sering

digunakan untuk memerkirakan kinetika korosi dalam oksidasi suhu tinggi.

Informasi pelengkap yang diperoleh memungkinkan pembedaan antara

peristiwa endotermik dan eksotermik yang tidak memiliki berat susut yang

terkait (misalnya, peleburan dan kristalisasi) dan sesuatu yang melibatkan berat

susut (misalnya, degradasi) (Sumbono, 2010).

37















37















38

F. Analisis XRD (X-Ray Diffraction)

Proses analisis menggunakan X-ray diffraction (XRD) merupakan salah satu

metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan

hingga sekarang, (Handaru, 2008). Teknik ini digunakan untuk

mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan

parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Sinar X

merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi sekitar 200 eV

sampai 1 MeV. Sinar X dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron

eksternal dengan elektron pada kulit atom. Spektrum sinar X memilki panjang

gelombang 10-10 sampai dengan 5-10 nm, berfrekuensi 1017-1020 Hz dan

memiliki energi 103-106 eV.

Panjang gelombang sinar X memiliki orde yang sama dengan jarak antar atom,

sehingga dapat digunakan sebagai sumber difraksi kristal. SinarX dihasilkan

dari tumbukan elektron berkecepatan tinggi dengan logam sasaran. Oleh karena

itu, suatu tabung sinar X harus mempunyai suatu sumber elektron, voltage

tinggi, dan logam sasaran. Selanjutnya elektron elektron yang ditumbukan ini

mengalami pengurangan kecepatan dengan cepat dan energinya diubah

menjadi foton. Karakterisasi dengan menggunakan metode XRD banyak

dilakukan untuk mengetahui jenis senyawa seperti zeolit pada abu batubara.

Karakterisasi abu dari batubara sendiri banyak ditemukannya senyawa seperti

SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, dan K2O (Oktaviani, 2013).

39

Gambar 10. Pola grafik xrd pada batubara, (Handaru, 2008)

G. Analisis TOC (Total Organic Carbon)

TOC (Total Organic Carbon) atau jumlah material organik yang terdapat di

dalam batuan sedimen, adapun TOC didefinisikan sebagai jumlah karbon

organik yang dinyatakan sebagai persen berat dari batuan kering (dry rock).

Anlisis ini cukup murah, sederhana dan cepat. Biasanya memerlukan satu gram

batuan, tetapi jika contoh banyak material organik, jumlah yang lebih kecil dari

satu gram cukup.

Analisa TOC biasanya dilakukan dengan suatu alat penganilis karbon, Leco

Carbo Analyzer. Secara teknik, pengerjaan cukup sederhana, yaitu dengan

membakar contoh yang berbentuk bubuk, bebas mineral karbonat pada

temperatur tinggi dengan bantuan oksigen. Semua karbon organik dirubah

menjadi karbon dioksida, yang kemudian diperangkap dalam alat tersebut dan

39








satu gram cukup.






39








satu gram cukup.






40

dilepaskan dalam suatu detektor ketika pembakaran sudah usai jumlah karbon

organik didalam batuan karbonat harus dihilangkan dalam contoh dengan asam

klorida sebelum pembakaran, karena mineral karbonat juga terurai selama

pembakaran dan menghasilkan karbon dioksida. Contoh dengan kandungan

TOC rendah biasanya dianggap tidak mampu membentuk hidrokarbon yang

komersial dan karena itu contoh seperti biasanya tidak dianalisis lebih lanjut.

Titik batas didiskualifikasi biasanya tidak merata, tetapi pada umumnya antara

0,5 dan 1% TOC (Waples, 1985). Contoh yang terpilih, dianalisis lebih lanjut

untuk tipe material organik yang dikandungnya. Jika penentuan TOC

ditentukan terhadap contoh inti bor, maka pengambilan contoh tersebut

didasarkan pada litologi yang menarik. Sebelum melakukan penentuan TOC,

teknisi harus membuang kontaminan dan material jatuhan. Jika terdapat lebih

dari satu litologi dalam suatu contoh, maka kita harus melakukan pengambilan

material tertentu saja. Pendekatan lain adalah tanpa memilih materialnya

dengan harapan agar kita mendapatkan harga yang mencerminkan keseluruhan

contoh.

Kekurangan dari cara ini adalah kita secara tidak sadar mencampur material

kaya yang seringkali jumlahnya relatuif sedikit dengan material yang tidak

mengandung material organik (kosong) yang jumlahnya cukup banyak,

sehingga akhirnya memberikan data yang membuat kita menjadi pesimis.

Karena kedua cara tersebut berbeda, maka jika tidak seseorang kan melakukan

interpretasi haruslah mengetahui metode mana yang telah ditempuh agar dapat

menghasilkan interpretasi dengan akurasi tinggi.

41

1. Kuantitas Material Organik

Kuantitas atau jumlah material organik yang terdapat di dalam batuan sedimen

dikasifikasikan berdasarkan nilai TOC batuan sedimen tersebut Waples (1985).

Batuan yang mengandung TOC < 0,5% dapat dikatakan berpotensi rendah dan

miskin material organik. Jumlah hidrokarbon batuan ini tidak cukup untuk

terekspulsi dan kerogen yang ada cenderung akan teroksidasi.

Batuan dengan TOC antara 0,5% dan 1,0% berada pada batas antara berpotensi

rendah dan baik. Batuan ini kemungkinan besar tidak menjadi batuan induk

yang sangat efektif tapi tetap dapat menghasilkan hidrokarbon. Namun kerogen

dalam batuan sedimen dengan kandungan TOC < 1% umumnya akan

teroksidasi.

Batuan sedimen dengan TOC > 1% secara umum memiliki potensi yang besar.

Pada beberapa batuan, TOC antara 1 dan 2% berasosiasi dengan lingkungan

pengendapan pertengahan antara oksidasi dan reduksi yang merupakan tempat

terjadinya pengawetan material organik yang kaya akan lemak dan berpotensi

membentuk minyak bumi. Sementara itu, TOC dengan nilai lebih dari 2%

umumnya menandakan lingkungan reduksi dengan potensi yang lebih baik

lagi. Harga TOC merupakan parameter awal untuk menentukan analisis lebih

lanjut. Namun demikian, kualitasnya harus menjadi parameter penentu

berikutnya, mengingat bahwa TOC yang tinggi boleh jadi merupakan akibat

terkandungnya material kekayuan (woody) yang telah teroksidasi. Jika kasus

ini yang terjadi, maka batuan tersebut tidak berpotensi menjadi batuan induk

walaupun harga TOC-nya tinggi.

IV. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada Bulan Desember sampai dengan Februari di

Laboratorium Teknik Geofika, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

Jadwal penelitian tercantum di Tabel 1.

Tabel 1. Jadwal penelitian

No KegiatanWaktu

Bulan 1 Bulan 2 Bulan 31 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. Studi Literatur

2. Pengambilan Data

3. Uji Labratorium

4. Pengolahan Data

5. Analisis Data

6. Interpretasi dan Diskusi

7. Penyusunan Laporan

B. Perangkat

Di dalam pengolahan data penelitian ini menggunakan perangkat lunak

WellCad 4.3 untuk menampilkan data log berformat (.wcl) kedalam

bentuk grafik log yang kemudian digunakan untuk menetukan batas

43

antar lapisan penyusun dan menentukan jenis batubara dari lapisan

penyusun. Perangkat lunak Origin 8 digunakan untuk menampilkan

grafik pengolahan thermal dari pengujian DTA/TGA. Perangkat lunak

Match! 2 digunakan untuk menampilkan grafik XRD. Kemudian

perangkat lunak Gloal Mapper 14, Surfer 11, Arcgis 9.0 untuk membuat

peta, dan juga Oasis Montaj yang digunakan untuk korelasi lapisan

masing-masing sumur bor. Serta alat tulis dan alat pendukung lainnya

yang digunakan dalam penelitian ini.

C. Data Penelitian

Penelitian ini menggunakan data-data yang digunakan sebagai data

utama dan data penunjang , adapun data-data itu meliputi:

1. Data log

Data ini berupa data sekunder yang di dapat dari hasil pengambilan data

yang dilakukan oleh PT. Bukit Asam (persero) Tbk,. Data ini berupa

rekaman grafik log (gamma ray, densitas serta kedalaman) di masing

masing sumur bor. Banyaknya data yang digunakan adalah sebanyak 5

(lima) titik bor, dengan format (.wcl). Dan jga didukung foto core yang

di ambil perkedalaman.

2. Data Core

Data ini berupa bongkahan batubara (sampel core) yang diambil di lokasi

penelitian, dan selanjutnya dari data tersebut dilakukan uji laboratorium,

guna mendapatkan parameter uji yang diinginkan.

44

3. Peta Geologi Regional

Peta geologi regional daerah penelitian merupakan peta yang digunakan

untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian. Di dalam peta

geologi regional terdapat informasi stratigrafi, informasi perkembangan

tektonik , dan informasi jenis jenis batubara daerah peneltian.

D. Pengolahan Data

Pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi, persiapan

awal penelitian, selanjutnya pengolahan data log dan uji data core,

kemudian dilanjutkan pengolahan data serta analisis hasil.

Dari data log yang berupa grafik gamma ray dan grafik densitas

kemudian diinterpretasi untuk menentukan lapisan dan jenis batubara

dari lapisan penyusun batuan lainnya.

Dari data core (sampel batubara) di kirim dan diuji di Lab. Terpadu

Universitas Lampung untuk dilakukan uji DTA/TGA. Dengan sampel

yang sama juga di kirim ke Lab. Universitas Indonesia untuk uji

laboratorium berupa TOC dan kandungan Mineral. Selanjutnya

dilakukan analisis data dari hasil uji laboratorium, hal itu digunakan

untuk mengkarakterisasi dan menganalisis batubara.

Analisis-analisis itu berupa analisis radioaktif, meliputi analisis XRD,

SEM, dan EDAX. Analisis ini digunakan untuk menentukan unsur dari

batubara, senyawa batubara dan porositas dari batubara tersebut. Untuk

45

mendapatkan analisis thermal yaitu (T1, T2, dan Tmax) digunakan analis

DTA/TGA. Dari analisis ini di dapat kan beberapa grafik dari beberapa

parameter, antara lain Temperatur, waktu, kehilangan berat dari sampel

batubara.

Sedangkan analisis TOC digunakan untuk mendapatkan total organic

carbon dari sampel batubara. Dari analisis TOC tersebut akan diketahui

nilai total organic carbon serta apakah batubara tersebut mempunyai

kualitas yang baik.

Analisis proximat digunakan untuk mendukung data yang sudah ada,

analisis itu berupa kualitas batubara yang didapatkan dari perhitungan

kadar air (moisture), zat terbang dari batubara, kandungan abu (ash)

mineral lainnya yang terkandung di dalam batubara, dan fixed carbon

total carbon dengan perhitungan : 100% dikurangi persentase moisture,

volatile matter, dan ash. Secara garis besar pengolahan data dapat di lihat

pada diagram alir sebagai berikut:

46

Gambar 11. Diagram alir penelitian

81

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian ini yaitu sebagai berikut :

1. Berdasarkan hasil analisis grafik data log batubara yang terdapat pada lokasi

penelitian yaitu pada sumur bor SD_349, SD_350, SD_352, SD_387, dan

SD_393 didapati hanya memiliki satu lapisan batubara yaitu pada kedalaman

kurang lebih 40 sampai dengan 50 meter dari permukaan.

2. Nilai Calori Value yang berkisar antara 6397 sampai dengan 7565 Kcal/kg, dan

Total sulfur yaitu berkisar antara 0.73% sampai 1.50% (kadar sedang – tinggi)

menujukan bahwa batubara pada daerah penelitian adalah batubara jenis

Antracite dengan lingkungan pengendapan laut dangkal.

3. Uji XRD menunjukan bahwa batubara daerah penelitian adalah jenis karbon

yang membentuk ikatan benzena, hal ini dikarekan kombinasi fasa amorphous

batubara secara keseluruhan.

4. Karakterisasi material menggunakan SEM memperlihatkan bahwa pori-pori

batubara (sampel 1,2 dan 3) pada perbesaran 300x sangat kecil bahkan hampir

tidak terlihat. Morfologinya masing-masing sampel terlihat bergelombang dan

tidak rata.

5. Analisis TGA material batubara menunjukan masing-masing sampel

mengalami dua kali perubahan fasa, fasa pertama hilangnya molekul air (H2O)

81

6. pada sampel dan fasa kedua terjadi kerusakan sampel karena terlepasnya

material-material dan menyebabkan penyusutan berat sampel.

7. Nilai TOC batubara sampel satu mempunyai nilai TOC sebesar 3.16%, sampel

dua adalah 2.04%, dan sampel tiga adalah 1.79%. Dari ketiga sampel bahwa

sampel satu merupakan batubara yang mempunyai kualitas paling bagus. Hal

tersebut didukung dengan uji termal (TGA) yang menyebutkan bahwa zona

reaksi paling sempit adalah pada sampel satu yaitu 474.54oC.

B. Saran

Untuk penelitian selanjutnya saran dari penulis adalah sebagai berikut:

1. Data log yang digunakan hendaknya ditambah untuk mencakup area yang lebih

luas sehingga akan memberikan informasi keberadaan batubara yang luas.

2. Sampel yang digunakan akan lebih baik jika diambil dari cutting batubara pada

saat proses pengeboran, hal tersebut untuk menghindari terkontaminasinya

batubara dengan material dari luar.

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, A. W. dan Henkel, D. J. 2000. The Measurement of Soil Properties in the

Triaxial Test. Second Edition, Edward Arnold Publishers, Ltd., London,

U.K., 227 pp.

Casagrande, D.J. 1987. Sulphur in Peat and Coal. In : Scoot AC, coal bearing

Strata recen advences, geology society special publication. Vol. 32 pp, 82-

105.

Cook, A.C. 1982. The Origin and Petrology of Organic Matter in Coals, Oil

Shales, and Petroleum Source-Rock. Australia:Geology Departement of

Wollonggong University. Ltd. Malta.

Currel. 1997. Principles of Thermal Analysis TG, DSC, STA. NETZSCH

Instruments. p. 117.

Darman, H. dan Sidi, F.H. 2000. An Outline of The Geology of Indonesia. Ikatan

Ahli Geologi Indonesia. Jakarta.

De Coster, G.L. 1974. The geology of the Central and South Sumatera Basins.

Proceedings Indonesian Petroleum Association, 3rd Annual Convention,

77-110 Demaison, G.J., dan Moore, G.I. (1980), Anoxic environments and

oil source bed genesis, AAPG Bulletin, 68, 31-72.

Dewanto, O. 2009. Well Logging. Unversitas Lampung. Lampung. Vol .6

Diessel.C.F.K. 1992. Coal Bearing Depositional Systems. Springer Verlag Berlin

Heidelberg. Germany.

Ellis, D. V. dan Singer, J. M. 2008, Well Logging for Earth Scientist 2nd Edition.

Springer. Netherlands.

Fatiha, W.Y. 2013. Sintesis Zeolit dari Fly Ash Batubara Oblin pada Temperatur

Rendah dengan menggunakan Air Laut. Universitas Andalas. Padang

Fatimah dan Herudiyanto. 2007. Kandungan Sulfur Batubara Indonesia. Pusat

Sumber Daya Geologi. Bandung.

Handaru, S. 2008. Recovari nikel. Universitas Indonesia. Depok.

Harsono, A. 1997. Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log. Schlumberger Oilfield

Services, Jakarta.

Heidrick, T.L. dan Aulia, K.1993. A structural and Tectonic Model of The Coastal

Plain Block, Central Sumatera Basin, Indonesia. Indonesian Petroleum

Assosiation, Proceeding 22th Annual Convention, Jakarta, Vol. 1,p. 285-

316.

Kentucky G. S. 2006. Identification of Coal Components. University of Kentucky.

Koesoemadinata R. P., dan Matasak. 1981. Stratigraphy and Sedimentation

Ombilin Basin Central Sumatera (West Sumatera Province). Proceeding,

IPA, Tenth Annual Convention. Jakarta.

Lestari, H. 2008. Analisis Dekomposisi Thermal Batubara Sub-bituminus

Muaro Bungo Jambi dengan Differential Thermal Gravimetry. Universitas

Indonesia. Depok.

Oktaviani, Y. dan Muttaqin, A. 2013. Pengaruh Temperatur terhadap

Konduktifitas Listrik Zeolit Seintetis Dari Abu Dasar Batubara Dengan

Menggunakan Metode Alkali Hidrotermal. Universitas Andalas. Padang.

Pratiwi, R. 2013. Pengaruh Struktur Dan Tektonik Dalam Prediksi

Potensi Coalbed Methane Seam Pangadang-A, Di Lapangan “Dipa”,

Cekungan Sumatera Selatan, Kabupaten Musi Banyuasin, Provinsi

Sumatera Selatan. Universitas Diponegoro. Semarang.

PTBA. 2015. Energizing the Spirit of Transformation. Bukit Asam. Sumatra

Selatan.

Pulunggono, A., Haryo, A. dan Kosuma, C.G. 1992. Pre-Tertiary and Tertiary

fault systems as a framework of the South Sumatra Basin . A study of

SAR-maps.

Rider, M. 1996. The Geological Interpretation of Well Logs 2nd Edition.

Interprint.

Schlumberger. 1989. Log Interpretation Principles Application. Seventh

Printing. Texas.

Sumbono, A. 2010. Differential Scanning Calorimetry & Thermo-Gravimetric

Analysis. Universitas Sriwijaya. Palembang.

Talla, H., Amijaya, H., Harijoko, A., dan Huda, M. 2013. Karakteristik Batubara

dan Pengaruhnya Terhadap Proses Pencairan. Universitas Gajahmada

Mada. Yogyakarta.

Taylor, G.H., Teichmueller M.., Davis A., Diessel, C. F. K., Littke, R., dan

Robert, P. 1998. Organic Petrologi. Gebrueder Borntraeger. Berlin.

Stuttgart.

Waples, D.W. 1985. Geochemistry in Petroleum Exploration. International

Human Resources Development Corporation, Boston, 232 p.

West , A.R. 1984. Solid State Chemistry and Its Applicatkation. John Wiley and

Sons. Singapore. p. 1

syamsul ma’arif - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/23334/3/skripsi tanpa bab...

Documents