Peran Geologi dalam Pertambangan

Peran Geologi dalam Pertambangan

Dalam industri pertambangan, seseorang yang berprofesi sebagai ahli geologi adalah yang bertugas untuk mencari, menghitung nilai ekonomis cadangan bahan – bahan galian atas dasar data – data geologi yang dikumpulkannya baik data permukaan bumi maupun bawah permukaan bumi. Data – data geologi ini adalah data dasar yang sangat penting selain untuk mencari dan menghitung cadangan, juga sangat penting dalam perencanaan tambang itu sendiri. 

Setelah bahan galian ditemukan dan bernilai ekonomis, barulah bahan galian itu dibongkar, dimuat dan diangkut. Inilah profesi tambang – ilmu tambang yang sebenarnya. Jadi jelaslah bahwa profesi geologi adalah tenaga eksplorasi sedangkan profesi tambang – ilmu tambang sebagai tenaga eksploitasi.

Suatu data geologi berisi data – data penting dan dapat diterjemahkan ke dalam informasi yang dapat digunakan langsung untuk memecahkan persoalan eksplorasi bahan galian, persoalan lingkungan maupun persoalan keteknisan lainnya. Keadaan geologilah yang menentukan tingkat kesuburan tanah untuk pertanian, banyaknya air yang bisa tersedia bagi kehidupan sehari – hari, banyaknya minyak bumi, batubara dan energi lainnya, banyaknya bahan galian / mineral untuk industri, bahan bangunan untuk konstruksi dan juga ada tidaknya letusan gunung api, gerakan tanah, longsor dan bencana alam lainnya yang mengancam keselamatan manusia.

Pentahapan Dalam Perencanaan Kegiatan Eksplorasi

1. Tahap Eksplorasi Pendahuluan

Menurut White (1997), dalam tahap eksplorasi pendahuluan ini tingkat ketelitian yang diperlukan masih kecil sehingga peta-peta yang digunakan dalam eksplorasi pendahuluan juga berskala kecil 1 : 50.000 sampai 1 : 25.000. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada tahap ini adalah :

a.    Studi Literatur

Dalam tahap ini, sebelum memilih lokasi-lokasi eksplorasi dilakukan studi terhadap data dan peta-peta yang sudah ada (dari survei-survei terdahulu), catatan-catatan lama, laporan-laporan temuan dll, lalu dipilih daerah yang akan disurvei. Setelah pemilihan lokasi ditentukan langkah berikutnya, studi faktor-faktorgeologi regional dan provinsi metalografi dari peta geologi regional sangat penting untuk memilih daerah eksplorasi, karena pembentukan endapan bahan galian dipengaruhi dan tergantung pada proses-proses geologi yang pernah terjadi, dan tanda-tandanya dapat dilihat di lapangan.

b.     Survei Dan Pemetaan

Jika peta dasar (peta topografi) dari daerah eksplorasi sudah tersedia, maka survei dan pemetaan singkapan (outcrop) atau gejala geologi lainnya sudah dapat dimulai (peta topografi skala 1 : 50.000 atau 1 : 25.000). Tetapi jika belum ada, maka perlu dilakukan pemetaan topografi lebih dahulu. Kalau di daerah tersebut sudah ada peta geologi, maka hal ini sangat menguntungkan, karena survei bisa langsung ditujukan untuk mencari tanda-tanda endapan yang dicari (singkapan), melengkapi peta geologi dan mengambil conto dari singkapan-singkapan yang penting.

Selain singkapan-singkapan batuan pembawa bahan galian atau batubara (sasaran langsung), yang perlu juga diperhatikan adalah perubahan/batas batuan, orientasi lapisan batuan sedimen (jurus dan kemiringan), orientasi sesar dan tanda-tanda lainnya. Hal-hal penting tersebut harus diplot pada peta dasar dengan bantuan alat-alat seperti kompas geologi, inklinometer, altimeter, serta tanda-tanda alami seperti bukit, lembah, belokan sungai, jalan, kampung, dll. Dengan demikian peta geologi dapat dilengkapi atau dibuat baru (peta singkapan).

Tanda-tanda yang sudah diplot pada peta tersebut kemudian digabungkan dan dibuat penampang tegak atau model penyebarannya (model geologi). Dengan model geologi hepatitik tersebut kemudian dirancang pengambilan conto dengan cara acak, pembuatan sumur uji (test pit), pembuatan paritan (trenching), dan jika diperlukan dilakukan pemboran. Lokasi-lokasi tersebut kemudian harus diplot dengan tepat di peta (dengan bantuan alat ukur, teodolit, BTM, dll.).

Dari kegiatan ini akan dihasilkan model geologi, model penyebaran endapan, gambaran mengenai cadangan geologi, kadar awal, dll. dipakai untuk menetapkan apakah daerah survei yang bersangkutan memberikan harapan baik (prospek) atau tidak. Kalau daerah tersebut mempunyai prospek yang baik maka dapat diteruskan dengan tahap eksplorasi selanjutnya.

2.  Tahap Eksplorasi Detail

Setelah tahapan eksplorasi pendahuluan diketahui bahwa cadangan yang ada mempunyai prospek yang baik, maka diteruskan dengan tahap eksplorasi detail (White, 1997). Kegiatan utama dalam tahap ini adalah sampling dengan jarak yang lebih dekat (rapat), yaitu dengan memperbanyak sumur uji atau lubang bor untuk mendapatkan data yang lebih teliti mengenai penyebaran dan ketebalan cadangan (volume cadangan), penyebaran kadar/kualitas secara mendatar maupun tegak. Dari sampling yang rapat tersebut dihasilkan cadangan terhitung dengan klasifikasi terukur, dengan kesalahan yang kecil (<20%), sehingga dengan demikian perencanaan tambang yang dibuat menjadi lebih teliti dan resiko dapat dihindarkan.

Pengetahuan atau data yang lebih akurat mengenai kedalaman, ketebalan, kemiringan, dan penyebaran cadangan secara 3-Dimensi (panjang-lebar-tebal) serta data mengenai kekuatan batuan sampling, kondisi air tanah, dan penyebaran struktur (kalau ada) akan sangat memudahkan perencanaan kemajuan tambang, lebar/ukuran bahwa bukaan atau kemiringan lereng tambang. Juga penting untuk merencanakan produksi bulanan/tahunan dan pemilihan peralatan tambang maupun prioritas bantu lainnya.

3. Studi Kelayakan

Pada tahap ini dibuat rencana peoduksi, rencana kemajuan tambang, metode penambangan, perencanaan peralatan dan rencana investasi tambang. Dengan melakukan analisis ekonomi berdasarkan model, biaya produksi penjualan dan pemasaran maka dapatlah diketahui apakah cadangan bahan galian yang bersangkutan dapat ditambang dengan menguntungkan atau tidak.

4. Tahapan eksplorasi tambang

Eksplorasi adalah prospek seharusnya dilakuakan secara berurutan disesuaikan dengan tingkatan perolehan data yang terdefinisi dan kegiatan tersebut sebaiknya melibatkan tim gabungan yang terdiri dari geologist dan explorer, mining enginering, chemist (untuk preparasi contoh).

Standar kegiatan eksplorasi diklasifikasikan dalamtingkatan sebagai berikut:

a.    Tingkatan pra-eksplorasi

Secara umum keadaan lapisan batubara/mineral pada areal prospek sudah terindikasi dari hasil penelitian dengan memasukkan beberapa asumsi yang layak seperti jumlah dan total ke dalam pemboran, kualitas dan potensi secara komersial dari lapisan – lapisan batubara/mineral pada daerah prospek tersebut. metodelogi dan perollehan data pda tingkat ini yaitu peta geologi dan laporan.

·         peta topografi skala besar(land-subdivision)

·         serial foto satelitgeofisika udara

·         pemboran minyak dan laporan metoda geofisika (bila ada)

·         peta penerusan outcrop batubara

·         analisa kimia contoh batuan dari outcrop

b.    Eksplorasi tingkat 1 (regional assesment)

Pada tingkat eksplorasi ini perolehan data menunjukan gambaran yang lebih jelas mengenai geologi daerah prospek. penyebaran batubara dan kualitas batubara serta ketebalan batubara yang akan ditambang (coal mining section). metodologi dan perolehan data pada tingkat ini :

·         pemetaan geologi regional sampai semi detail

·         geofisika permukaan (suvei seismik refleksi)

·         struktur areal foto

·         photo geology dan imegery technique

·         pemboran dengan jarak titik bor ≥ 500 m core dan noncore

·         geofisika well logging

·         analisa kimia contoh batubara dari pemboran dan outcrop

Eksplorasi tingkat 1 ini dinyatakan cukup bila lapisa batubara dan kulaitasnya secara skala potensi ekonomi telah dapat didefinisika, keputusan untuk ketingkat 2bila memungkinkan peroleha data lebih lanjut untuk keperluan penambangan atau menghentika kegiatan (termination)

c.    Eksplorasi tingkat 3 (mine planning)

Penetapan pada eksplorasi tiingkat ini adalah untuk mendapatkan informasi ekstra mengenai data geologi yang diperlukan untuk penggambaran secara detil rencana penambangan prepasasi desain tambang dan spesifikasi kualitas pasar.Metode tahap eksplorasi ini adalah:

·         pemboran dengan jarak lebih detail menelusuri arah perlapisan batubara dengan pola grid pemboran tertentu disesuaikan dengan kondisi dari hasil eksplorasi tahap sebelumnya 

·         sifat fisik batuan penutup (OB) seperti rippability, mechanical strength, friability, blasting characteristics, cutting haracteristic dan karakteristik kesatabilan lereng. 

·         kondisi air permukaan dan bawah permukaan (surface & groumd water) misalnya breakdown in water, permeability, water inflow dll 

·         penetapan lokasi areal tambang (detail desin tambang) denga spesifikasi kualitas batubara aterteentu 

·         perhitungan ongkos penambangan secar detail

d.    Eksplorasi tingkat 4 (bulk sampling/or trial mining)

Tahap eksplorasi tinggkat 4 adalah tahap untuk lebih meyakinkan dalam operasi penmabangan khususnya sebagai penambangan percobaan (trial minig) dimana sejumlah batubara digunakan untuk tes pembakaran atau tes kelayakan kualitas dalam pemakaian baik untuk power station atau untuk pabrik semen. tambang percobaan ditetatkan pada areal tertentu yang akan memberikan indikasi kualitas baubara yang dapat mewakili blok-blok areal yang akan ditambang pada konsesi tersebut. Kegiatan pada tahapan ini :

·       pemboran antara (infill drilling)

·       penmabngan skala kecil

·       melakuakn tes pembakaran

·       detil rencana penambangan

·       analisa ongkos produksi dan estimasi harga jual batubara

A.   MANFAAT

Sasaran lokasi kegiatan penyelidikan adalah daerah penambangan bersekala kecil/tambang rakyat yang akan melakukan, sedang maupun yang telah selesai  melakukan penambangan bahan galian. Obyek penyelidikan utama akan dilakukan pada daerah penambangan yang sedang atau memiliki permasalahan lingkungan geofisik crusial. Sedangkan untuk lokasi yang akan melakukan penambangan diharapkan dapat memberikan arahan atau masukan maupun informasi cara penambangan yang baik dengan mengindahkan faktor dampak lingkungan yang mungkin timbul.

Informasi tersebut diataranya ialah geologi teknik, hidrogeologi untuk menunjang batas vertikal dan batas lateral bukaan tambang, stabilitas dinding bukaan tambang, daya dukung tanah dan batuan terhadap beban bangunan fasilitas (infrastrukture), geologi lingkungan daerah penyelidikan, yang merupakan kompilasi dari informasi-informasi geologi teknik dan hidrogeologi/hidrologi, serta prakiraan dampak yang mungkin timbul akibat aktivitas penambangan.

B.   TAHAP PENYELIDIKAN

1)    PERSIAPAN

Tahap pekerjaan ini merupakan tahap pra-kegiatan, diantaranya melakukan inventarisasi data sekunder, yaitu pengumpulan data sekunder dan studi leteratur. Meliputi: 

-       laporan-laporan  terdahulu yang ada

-       interpretasi foto udara

-       peta-peta :

·         Peta topografi sekala 1:50.000 dan 1:10.000 (perbesaran)

·         Peta geologi teknik daerah penyelidikan

·         Persiapan peta dasar skala 1 : 50.000 dan sekala 1 : 10.000 

-       informasi penambangan

-       rencana tata ruang

-       kependudukan dan data statistik lainnya 

-       persiapan alat, administrasi, perizinan survei, penyusunan tenaga ahli. 

-       pengumpulan data sekunder, mobilisasi peralatan dan personil. 

-       Data tentang kegempaan sekitar daerah penyelidikan 

-       Data tentang kondisi iklim dan curah hujan 

-       Data penggunaan lahan daerah penelitian. 

         

C.     PEKERJAAN LAPANGAN

Pekerjaan lapangan yang dilaksanakan meliputi:

• Peninjauan (orientasi) kondisi umum daerah penyelidikan

• Pemetaan morfologi dan kemiringan lereng

• Pemetaan sebaran tanah dan batuan beserta fisik dan keteknikannya

• Pengamatan kemungkinan bahaya yang disebabkan oleh proses geologi, seperti banjir, erosi, longsoran.

• Pengamatan titik minatan air tanah (mata air) dan permukaan (sungai, genangan).

• Pengambilan contoh air sebanyak >6 labu.

• Pengambilan contoh tanah tidak terganggu dari tanah bawah permukaan untuk mengetahui sifat fisik dan keteknikan sebanyak 10 contoh.

• Pengumpulan data primer

• Studi evaluasi geologi lingkungan pada tahap operasi pelaksanaan penambangan bahan galian yang akan dilaksanakan meliputi penyelidikan

1.    Aspek Hidrogeologi

Pengumpulan data aspek hidrogeologi meliputi data primer dan data sekunder. Pengamatan dilakukan langsung di daerah tapak kegiatan dan lokasi sekitarnya yang diperkirakan terkena dampak kegiatan penambangan bahan galian. Data primer diperoleh dengan cara melakukan: 

-       pendugaan geolistrik 

-       mengukur kedalaman muka air tanah 

-       mengukur dan memetakan mata air mengidentifikasi jenis litologi akuifer 

-       mengidentifikasi potensi/produktifitas akuifer 

-       mengukur kedalaman akuifer serta penyebarannya

-       pengujian akuifer (pumping test)

-       menentukan letak sumur pantau air tanah 

-       membuat sumur pantau air tanah 

-       menganalisis kimia dan fisika untuk kualitas air tanah dan permukaan 

-       menentukan daerah resapan (imbuh) air tanah 

2.    Aspek Geologi Teknik

Pengumpulan data aspek geologi teknik meliputi data primer dan data sekunder. Pengamatan dilakukan langsung di daerah tapak kegiatan dan lokasi sekitarnya yang diperkirakan terkena dampak kegiatan penambangan bahan galian. Data primer diperoleh dengan cara melakukan :

• pengambilan contoh tanah

• pemboran tangan

• pengujian sumur (test pit)

• mengamati geomorfologi dan perubahannya

• mengamati sifat fisik dan keteknikan tanah dan batuan

• mengukur ketebalan overburden

• mengamati kendala beraspek geologi (gerakan tanah, erosi, lempung mengembang, dan sedimentasi)

3.    Aspek Geologi Lingkungan

Pengumpulan data aspek geologi lingkungan meliputi data primer dan data sekunder. Pengamatan dilakukan langsung di daerah tapak kegiatan dan lokasi sekitarnya yang diperkirakan terkena dampak kegiatan penambangan bahan galian. Data primer diperoleh dengan cara melakukan :

• mengidentifikasi tipe, jenis racun dan volume limbah serta tata letak bangunan limbah B3

• pengamatan lokasi pembuangan limbah

• pengamatan kuantitas dan kualitas pucuk tanah (top soil)

• mengidentifikasi lokasi penyimpanan dan rencana penanaman kembali (revegetasi)

• pengamatan lintasan transportasi

• mengidentifikasi tata ruang dan pengembangan wilayah setempat.

4.    Aspek Tambang

Data yang dikumpulkan meliputi aspek penambangan yang secara langsung dapat menimbulkan dampak terhadap lingkungan geofisik pada wilayah penambangan bahan galian dan sekitarnya meliputi: 

-       memperkirakan dan mengamati potensi tambang 

-       mengamati seluruh kegiatan penambangan pada areal penambangan 

-       mengamati teknik penambangan yang sedang berjalan 

5.      Aspek Ruang dan Lahan

Pengumpulan data akan dilakukan melalui istansi terkait seperti Bappeda, BPN dan instansi mulai tingkat Kabupaten dan Propinsi. Data yang dikumpulkan meliputi rencana tata ruang wilayah Kabupaten, Propinsi, luas dan penyebaran penggunaan lahan. Untuk melakukan regionalisasi daerah dilakukan dengan analisis peta.

a.  KUANTITAS PEKERJAAN LAPANGAN

Kegitan survei lapangan dilaksanakan mulai dari….sampai……, meliputi pengumpulan data primer dari aspek geologi lingkungan, geologi teknik, hidrogeologi, dan perencanaan tata ruang. Survei lapangan yang berupa kegiatan fisik terdiri dari: 

-       luas daerah yang dikaji 

-       pengamatan dan updating kondisi geologi setempat seluas 

-       pengamatan dan pengukuran kondisi hidrogeologi seluas 

-       pengamatan dan pengukuran aktifitas penambangan 

-       pengamatan tata guna lahan seluas 

-       pemboran dengan kedalaman 30 – 40 m, total kedalaman 150m. 

-       pembuatan sumur pantau 2.titik 

-       pemboran tangan 50 titik 

-       pengambilan contoh tanah/ batuan berjumlah 30 buah 

-       pengambilan contoh air tanah dangkal dan permukaan 25 buah 

-       pendugaan geolistrik sebanyak 50 titik 

         

b.    ANALISIS LABORATORIUM

-> Analisis laboratorium terdiri dari analisis laboratorium mekanika tanah sebanyak 10 contoh tidak terganggu dan laboratorium pengujian air sebanyak 6 contoh.

Pengujian tanah dan batuan (Metode ASTM)

·         sifat indeks tanah meliputi: berat isi tanah, kadar air, berat jenis, batas-batas atterberg, analisa ukuran butir, porositas, dan derajat kejenuhan.

·         pengujian kuat geser tanah dengan metoda “direct shear” untuk material yang berukuran kasar atau metoda  “triaxial (uu)” (tidak terkonsolidasi dan tidak terdrainase) untuk material tanah halus.

·         sifat indeks tanah yang terdiri dari analisa berat isi tanah, kadar air, berat jenis, batas-batas Atterberg, ukuran butir, porositas, dan derajat kejenuhan.

·         sifat mekanik tanah yang perlu diuji adalah kuat tekan tanah.

Pengujian kualitas air (acuan :No.416/MENKES/PER/IX/1990)

-> pengujian sifat fisika air,  meliputi kekeruhan, warna, bau, rasa, daya hantar listrik, zat padat terlarut, kimia air, pH, Kalsium, kesadahan, Magnesium, dll.

c.    PERALATAN

Secara umum peralatan lapangan dan laboratorium yang digunakan: 

o    Peralatan untuk administrasi

komputer, printer, digitizer, scanner, photo copy, set plotter. 

o    Peralatan Pemetaan

GPS, Kompas Geologi (Shunto), Palu Geologi, Peta-peta Geologi/dasar, Peta topografi, alat tulis, kendaraan roda empat, kamera. 

o    Peralatan pemboran dan geofisik.

Bor teknik lengkap dengan peralatan SPT, singgle core barrel, head assembly untuk undisturbed sampling.

1.      Genset untuk pompa uji/packer test

2.    Shelby tube/tabung contoh

3.    Peralatan penduaaan geolistrik

4.    Peralatan pemboran tangan 

1)      Peralatan Hidrogeologi

2)      Peralatan lapangan untuk mendapatkan beberapa parameter langsung antara lain adalah:

Hidrometer, EC meter, Water Level Indikator, pH meter, Pelscale, Stopwatch, kantong atau botol sampel. 

o   Peralatan Laboratorium

Peralatan uji laboratorium diperlukan untuk uji sifat fisik (tanah dan batuan) serta uji sifat kimia (air). Antara lain adalah:

§  Alat uji fisik / mekanika tanah dan batuan: Berat isi/Density, Kadar air, Konsistensi/Atterberg Limits, Besar butir, Direct shear, Triaxial, Unconfined, Permeability tester, Slake Durability.

§  Alat Uji kimia/mutu air: PH Meter, EC meter, Spextrophoto meter, Flame photometer, AAS, AOX, Nano color filter photometer.

D.   PEKERJAAN KANTOR, DAN PELAPORAN

Evaluasi dan analisis data primer dan sekunder di kantor yang meliputi:

§  kondisi umum /regional daerah penyelidikan yang meliputi geografi, tataguna lahan, iklim, hidrologi, dan geologi. 

§  Analisis geologi teknik guna pengelompokan tanah/batuan menurut sifat keteknikan dan daya dukung tanah untuk berbagai penggunaan. 

§  Analisis keairan meliputi air permukaan dan hidrogeologi guna mengetahui potensi keairan, baik kualitatif maupun kuantitatif. 

§  Analisis geologi lingkungan untuk memperoleh arahan penggunaan lahan dan prakiraan dampak aktivitas penambangan dan rencana pengelolaannya 

§  Penyusunan laporan diskusi

Gambaran ruang lingkup dan keluaran/hasil penyelidikan geologi lingkungan dalam suatu kegiatan penambangan sbb:

1.    Lingkup penyelidikan: 

§ survei dan analisa geologi lingkungan yang meliputi aspek keairan (hidrologi dan hidrogeologi), aspek fisik, keteknikan dan sifat kimiawi tanah/batuan, aspek morfologi. 

§ analisa data sekunder: klimatologi, tataguna lahan, geodinamika dan bencana geologi.

2.    Keluaran / hasil penyelidikan yang diharapkan:

§  hasil analisis geologi lingkungan yang berupa

§  geometri akhir lubang bukaan tambang

§  stabilitas dinding bukaan tambang

§  stabilitas timbunan tanah penutup

§  permeabilitas tanah/batuan di lokasi rencana dumping area

§  pengaruh pasca tambang 

3.    Analisis lanjut dari   

Berupa kegiatan pasca penambangan yang terdiri sistem penimbunan tanah pucuk dan penutup, saluran pengering. 

E.   PELAKSANAAN PEKERJAAN

1.     Lingkup kegiatan penyelidikan:

§  aspek sifat fisik dan keteknikan tanah 

§  aspek keairan meliputi hidrologi dan hidrogeologi 

§  aspek morfologi

Data sekunder meliputi aspek-aspek: klimatologi, tataguna lahan, sifat kimiawi tanah dan batuan, geodinamika dan bencana geologi dengan ditunjang data sekunder untuk menunjang analisis.

2.     Keluaran yang diharapkan

Informasi-informasi geologi teknik, hidrologi dan hidrogeologi untuk menunjang: batas vertikal dan batas lateral bukaan tambang, stabilitas dinding bukaan tambang, permeabilitas tanah dan batuan, di rencana “dumping area”, unit pengolahan limbah.

Geologi lingkungan daerah penyelidikan, yang merupakan kompilasi dari informasi-informasi geologi teknik dan hidrogeologi/hidrologi.

Arahan reklamasi bekas tambang batubara yang berwawasan geologi lingkungan, antara lain mudah, murah serta sesuai dengan kehendak masyarakat sekitar

§  Prakiraan dampak yang mungkin timbul akibat aktivitas reklamasi

§  Dasar-dasar pengelolaan dampak reklamasi.

Seluruh peta-peta yang menggambarkan hasil penyelidikan ini dituangkan dalam peta sekala 1 : 25.000 untuk daerah regional (daerah desa penyelidikan) dan peta sekala 1: 10.000 untuk daerah tambang bahan galian (lokasi tapak kerja atau site work) diantaranya peta tematik geologi teknik, dan peta geologi lingkungan.