OREikata.or.id/wp-content/uploads/2018/08/Block-Cave-Mining-and-Undercut-Strategy...caving. Karena...

of 57

By HERRY SISWANTO

ORE

ORE

ORE

of 57

BLOCK CAVE MINE

THE STATE OF THE ARTS

FROM THE ARTS TO SCIENCE

of 57

Tulisan ini dipersembahkan sepenuhnya kepada teman-teman penambang sejati

yang pada saat ini tanpa mengenal rasa takut dan rasa lelah sedang membangun Tambang Bawah Tanah

Deep Mill Level Zone (DMLZ)

of 57

DAFTAR ISI HALAMAN

BAB 1 - TINJAUAN UMUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 A. SISTIM PENAMBANGAN ENDAPAN BAHAN GALIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1. Penambangan Dengan Metoda Block Caving (Ambrukan Secara Blok) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. Keuntungan Dan Kerugian Penambangan Metode Block Caving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

B. PETA LOKASI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING DI SELURUH DUNIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 BAB 2 - DASAR TEORI DAN TANTANGAN TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 A. ALASAN PEMILIHAN PENAMBANGAN DENGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1. Berdasarkan Pada Pertimbangan Biaya, Produksi dan Development Serta Keselamatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2. Berdasarkan Pada Pertimbangan Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

B. TANTANGAN TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. Pengembangan Terowongan/Akses (Access) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. Pengembangan Ambrukan (Cave) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. Fragmentasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4. Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5. Peningkatan Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

C. UNDERCUTTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1. Strategi Undercutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Hubungan Antara Jari-jari Hidrolik (Hydraulic Radius/HR) dengan

Mining Rock Mass Excavation (MRMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Pembagian Zona Perilaku Utama Dari Suatu Perambatan Ambrukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4. Lengkungan Undercut Front - Mengakibatkan Penghancurkan Karena

Proses Ambrukan Yang Tidak Menerus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5. Beberapa Parameter Yang Harus Dipertimbangkan Untuk Pekerjaan Undercutting . . . . . . . . . . . . . . 24 6. Beberapa Aturan Pada Perancangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

D. DRAWBELLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1. Beberapa Ancaman Terhadap Kestabilan Drawbell Drift (Draw Horizon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. Beberapa Bentuk Drawpoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

E. PRE-CONDITIONING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

1. Beberapa Macam Metoda Yang Sudah Sering Dilakukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2. Pre-Conditioning Pada Super Caves Projects (production rates over 100 ktpd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

F. PRINSIP PERENCANAAN PRODUKSI PADA TAMBANG DENGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

BAB 3 - DAMPAK TEKNIS DAN LINGKUNGAN AKIBAT DARI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . 46

A. DAMPAK TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

B. RESIKO UTAMA TERHADAP KESELAMATAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

1. Selama Terjadinya Proses Ambrukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2. Selama Proses Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

C. KESTABILAN PILLAR BATUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

D. LUNCURAN LUMPUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

of 57

BAB - I

TINJAUAN UMUM

A. SISTIM PENAMBANGAN ENDAPAN BAHAN GALIAN

Secara umum untuk melakukan penambangan endapan bahan galian dibedakan berdasarkan letak atau

posisi endapan tersebut dari permukaan tanah serta kondisinya. Sistim penambangan tersebut dibagi

menjadi dua (lihat gambar dibawah ini), yaitu :

Gambar 1 –Skema Sistim Penambangan Endapan Bahan Galian

1. Penambangan Dengan Metoda Block Caving (Ambrukan Secara Blok)

Blok Caving Mining (penambangan ambrukan secara blok) adalah salah satu dari metoda penambangan bawah

tanah dengan cara memotong besaran penampang seluas area tertentu yang terdapat pada bagian bawah dari pada

block badan bijih dengan tujuan untuk meruntuhkan/mengambrukkan badan bijih tersebut yang terletak pada bagian

atas dari level undercut.

of 57

Metoda penambangan ini diterapkan terutama pada block badan bijih yang besar dan massa batuan dengan ukuran

tinggi dengan tingkat produksi yang tinggi pula. Bidang pada massa batuan dengan ukuran yang telah ditentukan

diledakkan pada tahap undercutting, sehingga massa batuan yang terdapat di atasnya akan runtuh/ambruk. Penarikan

bijih hasil runtuhan/ambrukan pada bagian bawah kolom bijih akan menyebabkan proses runtuhan/ambrukan dan

berlanjut ke atas sampai semua bijih diatas level undercut runtuh dan ditarik (draw) melalui lubang penarikan (draw

point) untuk proses selanjutnya. Metoda Block Caving dapat diterapkan pada cadangan bijih dengan ketebalan lebih

dari 30 meter.

Metode penambangan block caving memungkinkan dilakukan produksi bersekala besar, dengan kadar bijih

relatif lebih rendah, bentuk badan bijih massive dan tebal serta banyak rekahan, kemiringan endapan yang

curam bahkan tegak. Metode ini semakin banyak diusulkan untuk menambang sejumlah cadangan mineral

di seluruh dunia, sehingga diperlukan ruang lingkup pemahaman yang lebih baik terhadap perilaku block

caving. Karena dengan semakin banyaknya tambang terbuka (open-pit) pada saat ini juga berencana untuk

memperluas operasi mereka di bawah tanah dengan metoda block caving.

Beberapa penelitian sedang dilakukan untuk menyelidiki mekanisme deformasi batuan yang terkait dengan

transisi dari operasi penambangan permukaan menuju ke penambangan bawah tanah. Tantangan utama

pada tahap perancangan adalah untuk memprediksi seberapa spesifik dari badan bijih (ore bodies) yang

akan ambruk tergantung pada berbagai geometri dari kegiatan undercut.

Cara lain untuk memahami blok caving adalah dengan memperhatikan hal penting berikut ini, yaitu

pembangunan terowongan bawah tanah yang mengarah ke titik-titik penarikan bijih (draw points) di mana

batuan yang berada di atasnya dan telah pecah, dan oleh gaya gravitasi secara perlahan mengalir turun ke

titik penarikan (drawpoint) tersebut, kemudin dimuat dan diangkut menuju pada proses selanjutnya.

2. Keuntungan Dan Kerugian Penambangan Metode Block Caving

a. Keuntungan

Penambangan dengan metode block caving mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut :

Sistim penambangan ini tidak terlalu mahal (US $4 - $7/ton) jika dibandingkan dengan sistim penambangan

tambang bawah tanah lainnya, karena biaya untuk kegiatan pemboran, peledakan dan penyanggaan relatif

sedikit.

Kegiatan produksi yang terpusat membuat pengawasan menjadi lebih efisien, dan pemeriksaan kondisi dan

lingkungan tempat kerja menjadi lebih teliti.

of 57

Pembuatan rancangan sistim ventilasi tidak terlalu kompleks dan rumit jika dibandingkan dengan sistim

penambangan bawah tanah yang lainnya, sehingga kesehatan dan keselamatan kerja menjadi lebih baik.

Produktifitas tinggi (antara 15 – 50 ton per shift per karyawan, maksimum sekitar 40 – 50 ton per shift per

karyawan).

Metode tambang bawah tanah yang mempunyai tingkat produksi paling tinggi.

Recovery penambangan tinggi.

Pemecahan batuan pada proses produksi secara keseluruhan disebabkan oleh proses peronggaan, yang

diawali oleh kegiatan undercutting, tidak ada pemboran dan peledakan berulang-kali (kecuali untuk tujuan

peledakan sekunder karena terjadinya bongkahan batuan/boulder yang menyumbat lubang penarikan bijih).

Ventilasi sangat memuaskan, kondisi kesehatan dan keselamatan kerja bagus (kecuali daerah undercut dan

bagian penarikan bijih).

b. Kerugian Selain mempunyai keuntungan di dalam penambangannya, metoda block caving juga mempunyai beberapa

kerugian sebagai berikut :

Permintaan produksi yang meningkat tidak dapat langsung dipenuhi karena dibutuhkan waktu yang cukup

lama untuk mempersiapkan block tambahan untuk produksi.

Penghentian penarikan bijih selama waktu tertentu akan menyebabkan kehilangan lubang bukaan yang telah

ada pada daerah yang berpengaruh jika lubang bukaan tersebut merupakan titik konsentrasi berat.

Metoda ini tidak cukup fleksibel, karena sulit untuk dilakukan perubahan ke bentuk penambangan bawah

tanah lainnya.

Peronggaan dan penurunan permukaan tanah terjadi dalam skala yang besar, sehingga mengakibatkan

permukaan tanah menjadi berbahaya.

Pemeliharaan lubang bukaan di daerah produksi sangat penting dan mahal jika terbentuk pillar yang

menerima beban terlalu besar.

B. PETA LOKASI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING DI SELURUH DUNIA

Penambangan cadangan bijih dengan kadar yang rendah pada elevasi yang lebih dalam menentukan masa

depan industry pertambangan. Metode block caving pada saat ini adalah satu-satunya metode

penambangan bawah tanah untuk batuan keras, yang mampu menambang cadangan bijih dengan kadar

rendah yang berada di bawah tanah dan mampu mencapai tingkat produksi yang setara dengan tambang

permukaan. Beberapa perusahaan pertambangan papan atas di seluruh dunia, telah merencanakan

pengucuran dana sebagai salah satu metode penambangan utama masa depan mereka.

of 57

Contoh penambangan block caving yang pada saat ini sedang direncanakan dan yang sudah beroperasi

dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.

Gambar 3 – Peta Lokasi Penambangan Ambrukan (Block Caving) di Seluruh Dunia

of 57

BAB – 2

DASAR TEORI DAN TANTANGAN TEKNIS

A. ALASAN PEMILIHAN PENAMBANGAN DENGAN METODA BLOCK CAVING

1. Berdasarkan Pada Pertimbangan Biaya, Produksi dan Development Serta Keselamatan

Tabel – Alasan Pemilihan Penambangan Dengan Menggunakan Metoda Block Caving

Parameter Advance Disadvance

Cost

Unit cost rendah (US $/t ore)

o Sedikit atau tidak ada pengeboran dan peledakan untuk ton ore berikutnya

Bisa menguntungkan walaupun badan bijih mempunyai kadar yang relative rendah

Capital cost tinggi

o Pembangunan dan pengembangan infrastruktur perlu dibuat terlebih dahulu debelum produksi ore pertama kali

Safety

Aman secara natural

Tidak terdapat bukaan besar pada lombong/stope

Secara natural bisa dilakukan dengan mekanisasi yang tinggi

Kondisi batuann yang jelek selama pembanguan dan pengembangannya Penanganan masalah bahan peledak

menjadi suatu issue untuk peledakan drawpoint

Production & Development

Produktifitasnya tinggi

o Terpusan dan terpadu, hanya satu level produksi

o Memerlukan pekerja yang tidak banya untuk mengambil semua bijih

Area yang aktif bisa lebih sedikit yang memungkinkan ventilasi yang lebih mudah

Waktunya lama untuk development,

construction, commissioning o Diperlukan untuk mencapai

level bawah produksi untuk membangun infrastruktur pengangkuran dan lubang penarikan bijih (drawpoint)

Penuruan kadar tinggi (High dilution) o Dari hanging wall o Jika fragmentasi dari over

burden lebih tinggi dari yang diharapkan

Recovery rendah Resiko penurunan permukaan

tanah/subsidence (harus bisa diprediksi) o Berpotensi untuk merusak

infrastruktur yang terdapat di permukaan infrastructure

o Uncertainty Draw control yang terbatas Selectivitas pada ore face

yang rendah

of 57

Perbandingan Relatif - Biaya dan Produksi Beberapa Metode Tambang Bawah Tanah

Methods Ton/Man-shift Average Ton/Day Relative Operating

Cost Per Ton Resuing 0.2 – 0.5 50 – 100 70

Cut and Fill 12 – 48 500 – 1,500 20 to 70

Shrinkage Stoping 20 – 28 200 – 800 20 to 50

Room and Pillar 15 – 150 1,500 – 10,000 7 to 20

Open Stoping 20 – 150 1,500 – 25,000 7 to 25

Sub Level Caving 65 - 180 1,500 – 50,000 7 to 17

Block Caving 300 – 2,000 10,000 – 100,000 4 to 7

Underground Mining Method Modified from Brown, 2003 – BMO Capital Markets 2011 Global Metals & Mining Conference

2. Berdasarkan Pada Pertimbangan Parameter

Menurut DH. Laubscher terdapat sekitar 25 parameter yang perlu dipertimbangakan, yaitu dapat dilihat

pada table dibawah ini.

PARAMETERS TO BE CONSIDERED BEFORE THE IMPLEMENTATION OF CAVE MINING

CAVEABILITY PRIMARY FRAGMENTATION DRAW POINT/DRAW ZONE SPACING Rock mass strength Geological structures – condition geometry In-situ stress Hydraulic radius of ore body water

Rock mass strength (RMR/MRMR) Geological structures Joint / fracture spacing & geometry Joint condition rating Stress Induced stress

Fragmentation of ore and overlaying rock Overburden load and direction Friction angles of caved particles Practical excavation size Stability of host rock mass (MRMR) Induced stress

DRAW HEIGHTS LAYOUTS ROCK BURST POTENTIAL Capital Ore body geometry Excavation geometry Effect of ore material Method of draw

Fragmentation Draw point spacing and size Method of draw – gravity or LHD Orientation – structures / joints Ventilation, ore handling, drainage

Regional and induce stress Ventilation in rock mass Strength / modulus Structures Mining Sequence

SEQUENCE UNDERCUTTING STRATEGY)

(pre / advance / post) INDUCED CAVE STRESSES

Caveability – poor to good or vice-versa Ore body geometry Induced stresses Geological environment Rock burst potential Production requirement Influence on adjacent operation Water inflow

Regional stresses Rock mass strength Rock burst potential Rate of advance Ore requirement Completeness of undercut Shape – lead/lag Height of undercut

Regional stresses Area of undercut Shape of undercut Rate of undercut Rate of draw

DRILLING AND BLASTING DEVELOPMENT EXCAVATION STABILITY Rock mass strength Rock mass stability (drill holes closure) Required fragmentation Hole diameter, length, rigs Patterns and directions Powder factor Swell relief

Layouts Sequence Production Drilling and blasting

Rock mass strength (RMR / MRMR) Orientation of structures and joints Regional and induced stress Rock burst potential Excavation size – orientation and shape Draw point Mining sequence

SUPPORT PRACTICAL EXCAVATION SIZE METHOD OF DRAW Excavation stability Rock burst potential

Excavation stability Induce stress

Fragmentation Practical draw point spacing

of 57

Brow stability Timing of support – initial, secondary and production

Caving stresses Secondary blasting Equipment size

Practical size of excavation Gravity or mechanical loading

RATE OF DRAW DRAW POINT INTERACTION DRAW COLUMN STRESSES Fragmentation Method of draw Percentage of hang ups Secondary breaking / blasting Seismic events Air blast – draw point cover

Draw zone spacing Critical distance across major apex Fragmentation Time frame of working draw point

Draw column height Fragmentation Homogeneity of ore fragmentation Draw control Draw height interaction Height-to-short axis base ratio Direction of flow

SECONDARY FRAGMENTATION SECONDARY BREAKING / BLASTING DILUTION Rock block shape Draw height Draw rate-time-dependent failure Rock block workability-rock block strength Range in fragmentation – fine crushing Draw control program

Secondary fragmentation Draw method Draw point size Gravity grizzly aperture Size equipment and grizzly spacing Ore handling system – size restrictions

Ore body geometry Mining geometry Fragmentation size distribution Fragmentation range of un-pay ore and waste Grade distribution of pay and un-pay ore Mineral distribution interaction Secondary breaking Draw control – techniques / predictions Draw markers

TONAGE DRAWN SUPPORT REPAIR ORE / GRADE EXTRACTION Level interval Shut – off grade Draw point spacing Dilution percentage Controls redistribution

Tonnage drawn Point and column loading Brow wear Floor repair Secondary blasting

Mineral distribution Method of draw Rate of draw Dilution percentage Cut of grade to Plant Ore losses

SUBSIDENCE RMR / MRMR Height of cave column

Maximum and minimum spans Major geological structures

Depth of mining Topography

*Sumber Pustaka :”Cave Mining Handbook – De Beers, A Diamond Is Forever”, By D.H. Laubscher

B. TANTANGAN TEKNIS

1. Pengembangan Terowongan (akses)

Tekanan/tegangan, air, kondisi batuan, tekanan (paparan bawah tanah sebelum selesai kajian

kelayakan)

Rancangan dan pemasangan penyangga batuan yang buruk (QA/QC)

2. Pengembangan Ambrukan (Cave)

Strategi undercutting

Prediksi kemampuan ambrukan

Laju pemasangan penyangga batuan dan pengembangan tambang

Kerusakan akibat “abutment stress”

Seismisitas

of 57

3. Fragmentasi (Fragmentation)

Penambangan ambrukan (cave mining) mensyaratkan fragmentasi batuan itu sendiri menjadi ukuran blok

yang sesuai tanpa peledakan

Fragmentasi harus diketahui terlebih dahulu, karena mempengaruhi :

Jarak antar lubang penarikan bijih (drawpoint)

Jumlah peledakan sekunder

Batuan menggantung dan waktu tunda produksi (mucking)

Ukuran drawpoint dan drawbell

Ukuran dan jenis peralatan

Periode peningkatan (ramp-up)

4. Produksi

Kerugian property, semburan dan aliran air masuk

Kerusakan pada “brow” dan kestabilan

Kerusakan akibat peledakan sekunder

Pemadatan kembali dan kestabilan

Subsidence dan bobot muatan

Penurunan kadar (dilusi)

5. Peningkatan produksi (Ramp-up)

Prediksi tingkat penarikan bijih

Prediksi fragmentasi batuan bijih

Ledakan udara dan batuan (strain burst / rockburst)

Pemuatan beban yang terlalu besar

of 57

C. UNDERCUTTING

1. Strategi Undercutting

Secara umum, menurut R.J. Butcher bahwa terdapat 3 (tiga) strategi undercutting untuk memotong bagian

bawah badan bijih, yaitu dengan cara :

a. Pre-Undercutting

Pada suatu situasi pre-undercut, pekerjaan undercut sepenuhnya dikembangkan sampai mencapa posisi

hydraulic radius (jari-jari hidrolik). Kemudian drawbell (draw horizon) dikembangkan di bawah di suatu

kondisi yang sudah tidak mengalami tegangan (de-stress area).

Keuntungan utama dari pada metoda ini yaitu berkurangnya kerusakan pada drawbell (draw horizon).

Sedangkan kerugiannya yaitu:

adanya waktu tunda antara pengembangan drawbell (draw horizon) dengan undercutting

adanya suatu permasalahan tahapan antara pengembangan draw bell (draw horizon) dengan

undercutting

menghasilkan produksi yang tertunda akibat kedua hal diatas dan kemudian akan menimbulkan

terhentinya kelancaran aliran dana proyek

kemungkinan terjadinya tegangan yang tinggi sehubungan dengan pemadatan peledakan batuan

undercut sehingga membuat kesulitan pada pengembangan drawbell (draw horizon), dan

permulaan produksi menjadi lebih lambat sehubungan dengan terjadinya batuan menggantung pada

draw point akibat dari pemadatan batuan.

Sebagai suatu konsekwensi diatas, pre-undercutting block cave pada level yang dalam tidak

disarankan, kecuali perencanaan proyek dan disiplin penambangan dengan tingkat yang tinggi bisa

dicapai.

UNDERCUTTING IS ONE OF THE MOST IMPORTANCE

ASPECTS OF CAVING MINING SCENES, NOT ONLY IS A

COMPLETE UNDERCUT NECESSARY TO INDUCE CAVING,

BUT THE UNDERCUT METHOD/STRATEGY

CAN REDUCE THE DAMAGE EFFECT

OF INDUCE STRESSES D.H. Laubscher

of 57

b. Post-Undercutting

Didalam metoda ini draw bell drift dikembangkan secara penuh, dan kemudian peledakan undercut

dilanjutkan hingga melewati level extraction. Keuntungan utama daripada strategi post-undercutting

adalah hasil peledakan block di undercut segera bisa dibawa lebih cepat ke level produksi. Hal ini

sehubungan dengan kenyataan bahwa draw bell drift (draw horizon) telah selesai dikembangkan dan

block produksi sesegera mungkin bisa dilakukan ketika peledakan undercut telah selesai. Sedangkan

kerugian utamanya adalah tegangan yang menyebabkan kerusakan pada draw bell drift (draw horizon)

yang diakibatkan oleh berkembangnya tegangan pinggiran undercut, dan setelah itu harus diikuti dengan

kebutuhan perbaikan (repair) pada lubang bukaan yang rusak.

Berdasarkan pengalaman di Afrika Selatan (Bartlett, 1992) telah menunjukkan bahwa selama kemajuan

undercut melewati draw bell drift (draw horizon), beberapa lubang bukaan dibawah pengaruh tegangan

dengan kekuatan sekitar tiga kali dibandingkan dengan level pre-undercut. Didalam lingkungan antara

pilar yang terdapat pada draw point / draw bell kadang-kadang mengalami tegangan yang serius

sehingga menyebabkan kerusakan. Hal ini berhubungan langsung dengan persentasi penggalian pada

draw bell drift (draw horizon).

Selama awal tahun 1990, diketemukan bahwa draw bell drift (draw horizon) mengalami kerusakan yang

serius yang diakibatkan oleh tegangan pinggiran undercut (abutment-undercut stress) ketika persentase

pengambilan batuan di draw bell drift (draw horizon) mencapai angka sekitar 80%. Kemudian ditemukan

bahwa lubang bukaan di extraction level mengalami kerusakan yang ringan sampai sedang/moderat

ketika pengambilan di draw bell (draw horizon) telah mencapai angka sekitar 60% (R.J. Butcher, 1999).

Suatu kajian ulang dari pada sejarah undercutting di beberapa tambang Kimberley (Gallagher dan Loftus,

1961) terindikasikan bahwa strategi post-undercutting menjadi tidak dilakukan dalam hubungannya

dengan kerusakan yang mengakibatkan kerusakan pada draw bell drift (draw horizon) ketika block

operasi terletak pada kedalaman melebihi 500 meter. Hal ini dapat disimpulkan bahwa walaupun adanya

keuntungan yang nyata yaitu produksi secara block lebih cepat terbentuk, tetapi adanya kemungkinan

dari kuatnya tegangan yang mengsakibatkan kerusakan harus dipertimbangkan secara sungguh-sungguh

sebelum memberlakukan strategi post-undercutting.

of 57

Sebagai petunjuk secara umum, penggunaan strategi post-undercut harus dikaji secara kritis ketika

kedalaman operasional dari pada ambrukan melebihi 500 meter, jari-jari hidrolik (hydraulic radius)

ambrukan mencapai angka 17 meter, dan pengambilan batuan di draw bell drift (draw horizon) melebihi

50%.

c. Advance Undercutting

Didalam strategi ini, hanya sebatas jumlah tertentu boleh dilakukan pada penggalian draw bell drift

(draw horizon), sebelum proses undercutting. Pengembangan undercut melewati batas draw bell drift

(draw horizon), kemudian sisa pengembangan di level extraction dilaksanakan di suatu kondisi area yang

telah tidak mengalami tegangan (de-stress conditions). Hal ini merupakan sifat dasar suatu kompromi

antara strategi post dan pre-undercutting, dimana:

kerusakan pada draw horizon menjadi berkurang, karena jika dibandingkan dengan strategi post-

undercutting ratio ekstraksi di daerah draw horizon berkurang

hasil ambrukan sebagai produksi menjadi lebih cepat jika dibandingkan dengan strategi pre-

undercutting, mengurangi masalah yang berhubungan dengan bertambahnya waktu pengembangan

kemungkinan terbentuknya tegangan sisa pillar dan berkurangnya pemadatan kembali tumpukan

pecahan batu hasil peledakan (muck)

level yang terpisah masih diperlukan untuk undercutting, dan

strategi advance undercutting lebih lambat jika dibandingkan dengan post-undercutting, karena sisa

pengembangan draw horizon harus dikerjakan setelah undercut dikembangkan (hal ini tidak

termasuk waktu yang diperlukan untuk perbaikan draw bell drift / draw horizon yang hampir pasti

diperlukan pada strategi post-undercutting).

Pada kenyataan beberapa drift telah dikembangkan sebelum undercutting, dengan pengembangan

beberapa cross-cut dan draw bell drift ketika proses undercutting telah komplit. Beberapa pengalaman

di Afrika Selatan (Butcher, 1999) telah menunjukkan bahwa pada advance undercut dapat mengurangi

kerusakan pada draw bell drift (draw horizon) pada tingkat yang bisa ditoleransi jika kemajuan

pengembangan pada draw bell drift / draw horizon dibatasi kurang dari 60% dari keseluruhan area yang

dilakukan undercutting.

Suatu masalah mungkin akan terjadi jika pemotongan draw bell dikerjakan terlalu dekat dengan

permuka undercut (cave front), penggalian tersebut akan berlanjut pada kerusakan pinggiran. Hal ini

of 57

menjadi sesuatu pertimbangan yang sangat penting bahwa penggalian draw bell sebaiknya dilakukan di

belakang permuka undercut, dengan suatu jarak setara paling tidak setengah antara draw horizon

dengan undercut level.

Kecenderungan saat ini didalam merancang ambrukan adalah menggunakan strategi advance undercut,

dengan diskusi untuk mengurangi tingkat kerugian yang masih bisa ditoleransi melalui perencanaan yang

baik, penyanggaan yang memadai, dan peralatan untuk mengatasi secara cepat adanya batuan

menggantung (hang-ups) di dalam lubang penarikan (draw point).

of 57

Gam

bar

2 –

PO

TON

GA

N M

EMA

NJA

NG

DA

N M

ENY

ILA

NG

SK

EMA

HU

BU

NG

AN

AN

TAR

A P

AN

EL D

RIF

T D

AN

UN

DER

CU

T

DR

IFT

of 57

Gambar 3 - Isometrik Penambangan Dengan Metoda Block Caving

of 57

2. Hubungan Antara Jari-jari Hidrolik (Hydralic Radius/HR) vs MINING ROCK MASS RATING (MRMR)

Menurut DH. Laubscher bahwa terdapat hubungan antara Jari2 Hidrolik (hydraulic radius) dengan Mining

Mass Rock Rating untuk memperkirakan awal terjadinya ambrukan yang menerus (cave propagation)

dengan menggunakan Grafik di bawah ini.

Difinisi Jari2 Hidrolik (Hydraulic Radius) adalah suatu nilai yang didapat dari hasil bagi antara luas suatu area

dengan kelilingnya. Besarnya nilai HR sangat dipengaruhi oleh bentuk dari areanya, setiap bentuk ambrukan

akan mempengaruhi besarnya angka kelilingnya. Hal ini dapat diilustrasikan pada Gambar-1 dan Gambar-2.

𝑯𝑹 =𝑨𝒓𝒆𝒂 (𝑴𝒆𝒕𝒆𝒓)𝟐

𝑷𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓 (𝑴𝒆𝒕𝒆𝒓)

Dalam pengeterapannya pada tambang dengan metoda Block Caving, yaitu jika suatu area mempunya nilai

HR yang besar (Gambar-1), maka kemungkinan terjadinya ambrukan akan relative lebih mudah jika

dibanding dengan area dengan nilai HR yang kecil (Gambar-2), walaupun luasnya sama. Gambar berikut

dibawah ini adalah ilustrasi tentang cara menghitung Jari2 Hidrolik.

of 57

Luas A = 15x16 Luas B = 15x8 Luas C = 15x4 Luas (A + B + C) = 240+120+60

= 240 = 120 = 60 = 420

Keliling (A + B + C) = 16 + (6x15) + 3x4) + (2x2)

HR (A + B + C) = 420/122

= 122

= 3.44

Gambar 4 – Ilustrasi Beberapa Bentuk Ambrukan Dalam Hubungannya Dengan Jari-jari Hidrolik

of 57

Gambar 5 – Grafik Hubungan Antara MRMR Dengan Jari-jari Hidrolik (Hydraulic Radius)

Kemudian dengan menggabungkan antara MRMR dengan nilai HR yang dipengaruhi oleh Shape Factor tersebut

maka akan dapat diprediksi terjadinya ambrukan yang menerus (cave propagation). Lihat “Grafik Hubungan

Antara Shape Factor Dan MRMR” di bawah ini untuk mendapat nilai HR.

of 57

Gam

bar

– P

ola

Pe

nge

bo

ran

dan

Pe

led

akan

Fan

/Un

de

rcu

t R

ing

(se

be

lum

mo

dif

ikas

i)

of 57

Gam

bar

– P

ola

Pe

nge

bo

ran

dan

Pe

led

akan

Fan

/Un

de

rcu

t R

ing

(se

tela

h m

od

ifik

asi

)

of 57

3. Pembagian Zona Perilaku Utama Dari Suatu Perambatan Ambrukan.

Secara umum, menurut DH Laubscher, bahwa jika suatu massa batuan mengalami gangguan dan berlanjut

kepada terjadinya ambrukan/runtuhan, maka akan terjadi empat (4) pembagian wilayah perilaku utama,

seperti yang dijelaskan pada hambar berikut ini, yaitu :

a. Elastic/Solid/Intact Zone :

Massa batuan induk di sekitar wilayah caving yang berperilaku sangat elastis dan memiliki sifat yang

konsisten dengan massa batuan yang tidak terganggu.

b. Seismogenic Zone :

Aktivitas mikro seismik (dan terkadang seismik) terkonsentrasi di wilayah ini terutama karena gelinciran

sepanjang ketidak menerusan (diskontinuitas; lipatan, patahan, kekar, rekahan dan sesar) yang sudah

ada sebelumnya dan inisiasi kekar baru. Tingkat kemajuan keseluruhan, ketebalan distribusi spasial zona

seismogenik sebelumnya telah ditentukan oleh kriteria pada persamaan (1) (Diederichs, 1999). Kriteria

ini didasarkan pada respons seismik “back-analysis” di beberapa operasi penambangan Kanada yang

dalam.

c. Yielded/Fractured Zone.

Massa batuan di wilayah ini mengalami retakan dan telah kehilangan sebagian atau seluruh kekuatan

kohesifnya dan memberikan sedikit dukungan pada massa batuan yang di atasnya. Massa batuan di

dalam yielded zone sangat penting - dapat merusak, yaitu lubang terbuka dapat terputus. Putusnya Time

of 57

Domain Reflectometry (TDR) yang diharapkan dan retakan dapat diamati di level infrastruktur.

Komponen tegangan di wilayah ini biasanya kekuatannya rendah. Pengurangan ukuran blok batu

(dibandingkan dengan keadaan in-situ) karena yield di daerah ini dapat digambarkan sebagai

fragmentasi primer. Fragmentasi primer dari tegangan mekanisme caving pada umumnya lebih halus

dari pada gravitasi caving (Laubscher, 1994).

d. Mobilized Zone.

Zona ini memberikan perkiraan porsi badan bijih yang telah pindah dalam menanggapi penarikan

produksi. Meskipun lokasi spesifik dari atap ambrukan (cave back) sulit untuk diperkirakan dengan tepat,

diperkirakan batuan yang mengalami perpindahan lebih besar dari atau sama dengan 1 - 2 m (Pierce et

al., 2006). Pengurangan ukuran blok batu (dibandingkan dengan keadaan fragmentasi primer)

digambarkan sebagai fragmentasi sekunder. Fragmentasi sekunder dipengaruhi oleh ketinggian

penarikan (draw height) dan tekanan caving internal (Laubscher, 1994)

4. Lengkungan undercut front - mengakibatkan penghancurkan karena proses ambrukan yang tidak menerus

(Undercut front arch - induced crushing due to the non-propagation of the cave).

Ketika undercut sudah mulai berkembang, sebuah lengkungan dibentuk di atas area ini. Rentang lengkungan

meningkat sampai ambrukan mencapai pada jari-jari hidrolik. Pada titik ini ambrukan dari badan bijih secara alami

akan terus merambat jika penarikan bijih tersebut dimulai. Ketika penarikan bijih dimulai, ada suatu pengurangan

tekanan pada undercut front. Namun, jika suatu daerah yang telah dilakukan undercutting setara dengan jari-jari

hidrolik, tetapi penarikan bijih tidak dimulai dan undercut terus maju, stress pada undercut front meningkat sejalan

dengan kenaikan rentang lengkungan sampai penghancurkan undercut front terjadi. Dari pengalaman penulis dengan

ambrukan di tambang berlian, hal seperti ini biasanya terjadi bila kemajuan undercut sekitar 45meter secara linear

melintasi blok dari posisi radius hidrolik.

5. Beberapa parameter yang harus dipertimbangkan untuk pekerjaan undercutting.

Berdasarkan pengalaman di beberapa tambang block cave lainnya telah menunjukkan bahwa terdapat tiga

parameter memiliki kemampuan untuk mempengaruhi efektivitas undercutting dan tingkat kerusakan

pada penggalian kedua level undercut dan produksi.

Parameter-paramer tersebut adalah sebagai berikut :

bentuk keseluruhan dari undercut face

laju kemajuan undercut face

lead and lags di antara terowongan yang berdekatan

of 57

Pertimbangan yang lain adalah pola pengeboran dan ledakan yang sebenarnya yang digunakan untuk

memotong bagian bawah blok badan bijih.

a. Bentuk keseluruhan dari undercut face

Bentuk undercut face yang paling stabil yang berbentuk cekung atau berbentuk-V. Gambar 4

menggambarkan bentuk kemajuan undercut face.

Bentuk face seperti ini memiliki keunggulan abutment stress rendah yang berkembang pada di puncak

"V" pada kedua level undercut dan ekstraksi, dan operasi pengeboran dan peledakan relatif mudah

berefek di sini.

Abutment stress yang tinggi berkembang menuju tepi ambrukan. Bentuk face yang lurus seringkali lebih

sulit dikendalikan daripada bentuk V dan tidak memberikan area bertegangan rendah seperti yang

diberikan oleh bentuk-V.

Gambar – Potongan Mendatar Undercut Face

of 57

b. Laju pada pengembangan undercut face

Tegangan abutment berhubungan dengan kemajuan undercut yang dapat menyebabkan fraktur sejajar

terhadap ambrukan pada jarak sampai 20 meter di depan undercut. Jika terowongan undercut

dikembangkan lebih lambat dari laju alami daripada fraktur yang berkelanjutan (propagation) maka

fraktur tersebut merusak sistim penggaannya dan membuat operasional pengeboran dan peledakan

bermasalah. Laju daripada fraktur yang berkelanjutan (propagation) adalah fungsi dari rating massa

batuan, bentuk undercut face dan kedalaman penambangan.

Contoh kasus di Premier Mine, pada kedalaman penambangan 730 meter, terowongan yang maju pada

laju minimal 3 meter per terowongan per bulan untuk tingkat kemajuan keseluruhan 700 meter persegi

per bulan, fraktur yang berkelanjutan (propagation) mendahuLui laju kemajuan undercut yang

mengarah ke keruntuhan terowongan yang luas. Masalah tersebut diperparah juga oleh masuknya air

ke dalam daerah undercut. Sehingga menjadi tidak mungkin untuk memajukan undercut face untuk

beberapa bulan dan terowongan produksi serta beberapa drawpoint yang terletak pada level ekstraksi

15-meter di bawahnya menjadi hancur. Tambahan development diperlukan untuk menyelesaikan

pekerjaan undercutting. Terowongan ekstraksi yang hancur harus disangga kembali dengan mahal,

dengan menggunakan lengkungan baja (steel arch set) yang kuat. Produksi dari terowongan ekstraksi

tersebut tertunda beberapa bulan. Biaya keseluruhan dari masalah tersebut membutuhkan beberapa

juta rand.

Laju undercutting yang direncanakan telah meningkat menjadi 1100-meter persegi per bulan pada level

730 meter.

c. Lead and Lags diantara Terowongan Undercut yang Saling Berdekatan

Idealnya undercut harus maju sebagai face yang lurus. Didalam praktek, terowongan dikembangkan

dalam beberapa tahap, yaitu dengan cara pengeboran dan peledakan ring yang berjarak antara 1,5 dan

2.0 meter. Hal ini memungkinkan untuk membuat wajah terowongan yang berdekatan berjarak

beberapa meter pada undercut face. Lead yang lebih besar antara terowongan yang berdekatan

menyebabkan semakin panjang daerah antara terowongan yang berperilaku seakan terisolasi, pillar yang

mengalami stress dan menjadi semakin sulit untuk dilakukan pengeboran dan peledakan di area yang

sangat tertekan tersebut. Pengalaman praktis di Premier Mine telah menunjukkan bahwa “lead and lags”

diantara terowongan yang berdekatan seharusnya tidak lebih dari 7 meter. Jika jaraknya lebih besar,

menaikkan tingkat stress yang dapat berdampak terhadap efisiensi pengeboran dan peledakan serta

memperlambat laju daripada pengembangan undercut.

of 57

6. Beberapa Aturan Pada Perancangan (Design Rules)

a. Aturan No. 1: Block Cave dengan Strategi Advanced Undercutting

Menimbang fakta bahwa post-undercutting menghasilkan stress yang mengakibatkan kerusakan pada

level drawbell drift, maka akan bijaksana jika undercut harus maju terlebih dahulu dan drawbell drift

(draw horizon) harus dikembangkan dalam kondisi yang telah tidak mengalami stress (de-stress).

Oleh karena itu, aturan pertama dari pengurangan kerusakan pada drawbell drift adalah harus dilakukan

strategi advenced-undercutting.

Namun, penggunaan strategi advanced-undercutting memiliki kerugian sebagai berikut :

Meningkatnya biaya modal karena adanya tambahan level yang diperlukan

masalah strategi penggalian karena pengembangan drawbell drift harus mengikuti di belakang

pekerjaan undercutting untuk menghindari regenerasi tekanan undercut akibat pemadatan kembali

tumpukan muck di undercut. Dalam pengalaman penulis, bahwa jeda waktu antara undercutting dan

pengembangan drawbell tidak boleh melebihi 6 bulan.

Waktu tambahan yang dibutuhkan untuk membawa runtuhan blok masuk ke produksi yang

disebabkan adanya penundaan antara undercutting dan pengembangan drawbell.

Dalam keadaan tertentu, mungkin tidak memungkinkan untuk menggunakan strategi advanced-

undercutting. Dalam kondisi seperti itu, seperti ambrukan blok dengan dimensi yang setara terhadap

radius hidrolik, persentase yang diekstrak untuk pengembangan drift dan draw point pada drawbell drift

harus dijaga sekecil mungkin. Ini adalah pengalaman penulis bahwa untuk kerusakan moderat pada

drawbell, drift dan drawpoint maka pengembangan nya tidak boleh melebihi 40% dari area rencana dari

drawbell drift, sebelum undercutting.

b. Aturan No.2. Kontrol terhadap konfigurasi horizontal daripada undercut front (cave line).

Penyimpangan besar dalam geometri horisontal daripada undercut front (cave line) menyebabkan

peningkatan konsentrasi stress yang mengakibatkan kerusakan serius. Oelh karena itu, Aturan kedua

daripada pengurangan kerusakan adalah penyimpangan horizontal dalam geometri undercut front harus

dijaga sekecil mungkin.Ketidakberesan bisa dipikirkan dalam hal undercut front yaitu jarak terdepan dan

terbelakang (lead and lags) panel. Berdasarkan pengetahuan terkini batasan pedoman yang disarankan

untuk undercut lags diberikan padaTabel I. Batasan ini berlaku sampai kedalaman 1300m dan untuk

massa batuan dengan MRMR di kisaran 25 sampai 50.

of 57

Tabel – Undercut front lags dan stress yang sesuai dengan kondisi dan kerusakan

Panjang lag daripada undercut front (cave line)

Kondisi stress dari pada cave front (cave line)

Tingkat Kerusakan

< 5m ideal minimum

8m moderate moderate

10 – 12m High stresses severe

12m + Very high Undercut front (cave line) hancur

c. Aturan No. 3: Laju Kemajuan Undercut

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, kerusakan pada drawbell drift (horizon draw) adalah terkait

dengan laju kemajuan undercut, dan dalam hal ini laju undercutting (Rate of Undercutting/RU) harus

lebih besar dari laju kerusakan (Rate of Damage/RD) pada drawbell drift (horizon draw).

RU > RD

Namun, setelah block cave telah dilakukan undercutting menjadi sebuah daerah yang setara dengan

radius hidrolik yang dibutuhkan, hal ini penting bahwa laju undercutting tidak pernah lebih besar dari

laju caving (Rate of Caving). Hal ini untuk mencegah terbentuknya lengkungan di atas undercut front bisa

menyebabkan undercut front (caveline) mengalami kehancuran, yang pada gilirannya bisa

memungkinkan terjadinya ambrukan yang menerus. Sehubungan dengan hal ini maka peraturan berikut

harus diterapkan setelah hidrolik radius daripada block cave telah tercapai (Laubscher, 1994).

RC > RU > RD

Ini adalah pengalaman penulis bahwa laju kamajuan undercut di wilayah 1100m2 per bulan sudah cukup

untuk mencegah kerusakan parah. Hal ini perlu dicatat bahwa laju kemajuan ini diperoleh dari

pengalaman pada block cave dengan slusher post-undercut di kedalaman lebih dari 500 meter. Sebagai

aturan umum bahwa lebih kecil ketinggian undercut semakin cepat laju undercutnya; sehubungan

dengan fakta bahwa keperluan pengeboran dan pengisian bahan peledak menjadi berkurang dari pada

undercut yang lebih besar. Ketinggian undercut harus sekecil mungkin, dan itu adalah pengalaman

penulis bahwa ketinggian undercut 1.5m sudah cukup. Namun, dalam prakteknya, minimal ketinggian

undercut cenderung berada di wilayah ketinggian pengembangan undercut drift.

of 57

d. Aturan No. 4: Ketinggian daripada undercut

Tinggi level undercut di atas dasar drawbell drift (draw horizon) adalah beragam dari tambang ke

tambang. Namun, efek kerusakan akibat tegangan dari undercut front (cave line) menurun dengan

peningkatan jarak vertikal antara drawbell drift (draw horizon) dan undercut drift, maka aturan keempat

untuk untuk mengurangi kerusakan harus ada, yaitu dengan menempatkan undercut drift jaraknya

setinggi mungkin di atas drawbell drift. berdasarkan pengalaman bahwa paling praktis jarak antara level

undercut dan draw horizon, dalam hal draw kontrol, stress dan pengurangan kerusakan akibat induksi,

dan hang-up akses, adalah berada di kisaran 15 meter.

e. Aturan No. 5: Ambrukan Yang Menerus (Cave Propagation) Untuk Menghilangkan Lengkungan Cave

Front Penyebab Kehancuran

Pertimbangan selanjutnya dalam mengurangi besarnya tegangan undercut adalah untuk memastikan

bahwa undercut mencapai posisi radius hidrolik secepat mungkin. Hal ini diperlukan untuk memastikan

bahwa ambrukan yang menerus (cave propagation) dapat terjadi dengan efek mengurangi besarnya

tegangan abutment undercut .

Karena ambrukan (caving) tidak hanya terpengaruh oleh ukuran (dimensi) undercut tapi juga oleh

kekuatan massa batuan, maka aturan kelima dari blok caving adalah bahwa undercut front harus

dipotong mulai dari batuan yang terlemah menuju ke batuan terkuat sehingga memastikan ambrukan

yang menerus terjadi secepat mungkin.

Satu manfaat tambahan dari penerapan peraturan ini adalah final bagian dari blok yang akan dilemahkan

selalu berada di batuan terkuat, sehingga mengurangi besarnya kerusanakan lebih lanjut yang

diakibatkan oleh stress (stress-induced) Aturan di atas sudah ditentukan oleh pengalaman atas block

cave pada level yang dalam. Hal ini diyakini bahwa penerapan aturan desain empiris ini akan

memberikan dasar untuk menghindari kerusakan akibat stress pada level blok cave yang dalam, sehingga

memastikan bahwa block cave yang direncanakan dapat mencapai penuh potensi produksinya.

D. DRAWBELLING

Tujuan pembuatan drawbell adalah untuk mengalirkan pecahan batuan hasil peledakan di level undercut

menuju level ekstaksi dengan memanfaatkan gaya garvitasi. Kemudian pecahan batuan tersebut melalui

lubang penarikan (drawpoint) dimuat dan diangkut dengan loader menuju ke tempat pencurahan (loading

point) untuk proses selanjutnya.

of 57

1. Beberapa Ancaman Terhadap Kestabilan Drawbell Drift (Draw Horizon)

Didalam rancangan penambangan “block cave”, Mining Engineer harus mempunyai pengetahuan yang baik

tentang beberapa faKtor yang berpengaruh terhadap kestabilan drawbell drift (draw horizon).

Beberapa factor tersebut yaitu :

a. Tekanan Secara Umum Yang Menyebabkan Kerusakan (General Stress – Induce Damage)

Peningkatan stress yang terkait dengan undercutting ini dianggap sebagai faktor utama yang

mempengaruhi stabilitas dari pada drawbell drift (draw horizon). Efek dari perubahan stress ini adalah

meningkatkan fraktur massa batuan yang mengelilingi level undercut. Situasinya diperburuk jika metode

post-undercut yang digunakan. Dalam kasus ini, abutment stress undercut terpusat pada pilar antara

panel drift dan draw point mengakibatkan kemungkinan pengelupasan dan peruntuhan pilar dan

kerusakan drift. Beberapa drift bisa lebih rusak oleh relaksasi dari rockmass yang mengalami peretakan

setelah terjadinya undercutting. Besarnya kerusakan ini biasanya terjadi sebanding dengan kedalaman

di bawah permukaan, ketinggian undercut, jarak antara undercut dengan drawbell drift (draw horizon),

kekuatan massa batuan, dan ukuran pillar.

Telah ditemukan bahwa dimana jumlah pengembangan drawbell drift (draw horizon) lebih dari 60%

(yaitu hanya 40% dari area yang tersisa sebagai pilar) kerusakan yang disebabkan stress menjadi tidak

terkendali.

Pada kasus dimana lebih dari 80% drawbell drift telah dikembangkan seperti dalam kasus slusher block

cave, tekanan akibat post-undercutting dapat menyebabkan kerusakan parah dan jatuhnya level ini,

sehingga hal ini patut dipertanyakan, apakah metode post-undercut sesuai untuk pengembangan

slusher block cave di bawah kedalaman 500 meter.

Hal ini perlu dicatat bahwa besarnya kerusakan meningkat jika pembangunan drawpoint dan drift

ditinggalkan tanpa penyanggaan untuk periode yang cukup panjang. Dalam kondisi seperti itu runtuhnya

drawbell drift (draw horizon) mungkin terjadi saat undercutting.

of 57

b. Konsentrasi tegangan akibat penyimpangan besar pada konfigurasi horizontal dari undercut front

(cave line).

Penyimpangan besar dalam konfigurasi horizontal daripada undercut front (cave line) menyebabkan

peningkatan konsentrasi stress, yang dapat menyebabkan kerusakan serius. Sebuah ilustrasi dari konsep

ini diberikan pada Gambar 3. Zona lagging akan mengalami tekanan yang meningkat secara signifikan.

Gambar – Potongan Mendatar Geometri Undercut Front (Cave Line)

c. Kerusakan yang diakibatkan oleh stress karena laju undercut yang lambat

Kecepatan undercut merupakan faktor penting pada besarnya kerusakan yang disebabkan stress pada

drawbell drift. Kerusakan akibat stress meningkat dengan penurunan laju dari kemajuan cave front (cave

line). Tegangan abutment undercut mencapai besaran maksimum ketika daerah undercut setara dengan

radius hidrolik yang diperlukan dari blok. Hal ini perlu dicatat bahwa kerusakan akibat stress mulai terjadi

meningkat bilamana area undercut setara dengan setengah yang dibutuhkan radius hidrolik dari blok.

of 57

Konsep penentuan kemampuan untuk runtuh (cavabilitas) dengan menggunakan sistem tingkat massa

batuan tambang (MRMR) dan radius hidrolik (Laubscher, 1994) diberikan pada Gambar 4.

Gambar – Diagram Stabilitas Beberapa Tambang Seluruh Dunia

2. Bentuk Drawpoint

Secara umum bentuk dari pada drawpoint ada dua macam, yaitu Offset Herringbone dan Straight Drawpoint

atau lebih dikenal dengan sebutan El-Teniente Layouts

of 57

a. Perbandingan antara Drawpoint Dengan Offset Herringbone dan Tata Letak Straight Drawpoint (El-Teniente)

Gambar diatas adalah parameter rancangan drawbell pada level ekstraksi, dimana (A) Jarak antara zona draw pada drawbell. (B) Jarak antara zona draw antar Minor Apex. (C) Jarak antara draw antar Mojaor Apex. (D) Lebar drift pada level ekstraksi. (E) Jarak antara dua drift ekstraksi

Gambar diatas adalah Perbandingan Tata Letak Antara Herring

bone dan Straight Drawpoint (El-Teniente), yaitu dalam hal

drifting, turnouts dan intersection

of 57

Tabel – Perbandingan Umum Antara Offset Herringbone Dengan Straight Drawpoint (El-Teniente)

of 57

b. Tahapan Pembuatan Drawbell Pada Strategi Advance Undercut

Pada prinsipnya pembuatan drawbell dilakukan pada daerah yang sudah tidak mengalami “abutment

stress”. Tujuan utamanya adalah agar selama proses pembuatannya para pekerja dan peralatan kerja

(property) tidak terpapar dibawah pengaruh “abutment stress” tersebut.

Secara umum tahapan pembuatan dan pengembangan drawbell pada Strategi Advance Undercut dapat

dijelaskan dengan sketsa gambar di bawah ini :

of 57

Ex-D

rill

ho

les

Bla

ste

d

Gam

bar

– P

ola

Pe

nge

bo

ran

dan

Pe

led

akan

di L

eve

l Pro

du

ksi (

Dra

wb

ell)

Ex-B

last

Ho

les

of 57

Gam

bar

– T

AM

PA

K A

TA

S (P

LAN

VIE

W)

PO

LA P

ENG

EBO

RA

N D

AN

PEL

EDA

KA

N D

RA

WB

ELL

RIN

G S

ERTA

UR

UTA

N P

EMB

UA

TAN

NY

A

of 57

PROSES INISIASI DAN PERKEMBANGAN AMBRUKAN SECARA MENERUS (CAVE PROPAGATION) DI UNDERCUT

of 57

E. PRE-CONDITIONING

Tujuan dari pada Pre-Conditioning adalah mengubah massa batuan yang sangat kompeten (batuan primer)

agar menjadi material massa batuan yang sesuai dengan metode penambangan secara ambrukan.

1. Beberapa Macam Metoda Yang Sudah Sering Dilakukan, yaitu :

Hydro Fracturing, yaitu memompakan cairan tertentu diatas level undercut yang sifatnya “eco-friendly”

ke dalam lubang bor dengan menggunakan pompa yang bertekanan12,000 MPa.

De-Stress Blasting, yaitu dikakukan pada daerah yang mengalami “abutment stess” yang sangat tinggi

dan sifat batuannya sangat kuat dengan cara peledakan.

Gambar – Lingkup pekerjaan Hydrofracturing

2. Pre-Conditioning Pada Super Caves Projects (production rates over 100 ktpd)

El-Teniente New Mining Levels

Grasberg Complex

Chuquicamata

Oyu Tolgoi

Resolution

Bingham Canyon

Pebble

of 57

Pertanyaannya adalah Berapa Banyak Yang Akan Terwujud (The question is how many will

materialize) ??? !!!!

Gambar – Proyek Cadangan 1,656 Mt @0.71% Cu untuk 90 tahun

F. PRINSIP PERENCANAAN PRODUKSI PADA TAMBANG DENGAN METODA BLOCK CAVING

R.J. Butcher memberikan petunjuk berupa diagram alir untuk membuat proyek produksi tahuan seperti

digambarkan di bawah ini :

of 57

Gambar – Diagram Alir Menunjukkan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Produksi Tahunan Dari Tambang Block Cave

of 57

BAB – 3

DAMPAK TEKNIS DAN LINGKUNGAN AKIBAT DARI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING

A. DAMPAK TEKNIS

Salah satu kerugian penambangan dengan metoda block caving adalah resiko perkiraan penuruan permukaan tanah (subsidence) yang buruk biasanya terkait dengan lokasi infrastruktur di luar batas-batas subsidence (bawah). Pada “footprint” yang lebih kecil dan massa batuan yang kuat, sudut subsidence bisa jadi negative (overhang) sehingga terjadi kehilangan bijih dan penurunan kadar dini.

Gambar – Isometric gejala penurunan permukaan tanah

(subsidence) dan Foto infrastruktur daerah sekitarnya

of 57

Gambar – Potongan Memanjang Sketsa Penurunan Permukaan Tanah

of 57

B. DAMPAK LINGKUNGAN

Perbandingan Luas Dampak Lingkungan Antara Metoda Block Caving Dengan Open Pit

C. RISIKO UTAMA TERHADAP KESELAMATAN

Penambangan dengan metoda ambrukan adalah salah satu metoda penambangan bawah tanah yang paling aman.

Setelah terbentuknya gua / rongga, maka personal tidak terpapar di tempat yang tidak berpenyangga, peledakan dan

lain-lain.

1. Selama terjadinya proses ambrukan, risiko utamanya adalah :

Ledakan udara (air blast)

Ledakan seismic dan runtuhan yang tak terkendali atau terkontrol

2. Selama proses produksi, risiko utamanya adalah :

Luncuran lumpur dan kerugian materi lainnya

of 57

D. KESTABILAN (STABILITY) PILLAR BATUAN

Kestabilan beberapa level pada tambang dengan metode ambrukan (undercut, produksi dan material/ventilasi)

adalah sama konsep dan penting dengan interaksi antar lubang penarikan (drawpoint).

Kestabilan terutama dipengaruhi oleh beberapa kegiatan sebagai berikut :

Strategi undercutting – abutment stress

Rancangan penyangga batuan dan kualitas pemasangannya

Strategi penarikan bijih (draw strategy)

Gambar - Jenis Kerusakan Strainburst / Rockburst di Level Undercut dan Level Produksi

Gambar - Kerusakan lubang bukaan karena penyanggaan batuan yang tidak memadai dan pengelolaan stress yang buruk

of 57

E. LUNCURAN LUMPUR (Mudrush / Wet muck)

Salah satu potensi bahaya yang harus dievaluasi pada tahap awala kajian (study) penambangan adalah

luncuran lumpur (mudrush).

Terdapat beberapa istilah telah digunakan di industri tambang ini untuk menggambarkan masuknya bahan

basah ke lokasi kerja tambang bawah tanah secara tiba-tiba. Yang paling umum adalah mudrush, mudflow,

mudpush, dan wet muck.

Semua itu menggambarkan fenomena, yang memiliki asal-usul yang sangat berbeda, namun mengakibatkan

hasil yang sama, yaitu : cedera, kehilangan nyawa, kerusakan pada property, dilusi (percampuran kadar)

yang berlebihan, penundaan produksi atau penutupan suatu tambang.

Gambar – Luncuran lumpur (mud rush / wet muck) yang sangat mobil terjadi

di Tambang Bawah Tanah dengan menggunanakan Metoda block Caving

of 57

DIAGRAM PROSES TERJADINYA LUNCURAN LUMPUR (MUD RUSHES / WET ,UCK)

Gambar – Diagram Tumpukan Muck Berisi Luncuran Lumpur

of 57

PENCEGAHAN LUMPUR BASAH PADA TAMBANG BKLOCK CAVING

Mud rushes (atau wet muck runs) telah mengganggu operasi block caving selama lebih dari 50 tahun, dengan banyak

korban jiwa dikaitkan dengan kejadian ini.

Agar semburan lumpur terjadi, terdapat empat unsur yang harus ada, yaitu : bahan pembentuk lumpur, air, gangguan dan

titik pelepasan yang melaluinya lumpur dapat masuk ke dalam area kerja.

SRK telah mengembangkan pendekatan pencegahan semburan lumpur yang berfokus pada tiga aspek ('tiga Ds'):

(Distance) Jarak - menjaga agar bahan lumpur menjauh dari operasi penambangan;

(Drainage) Penirisan - cegah masuknya air ke tumpukan muck, lombong/stope atau area kerja, box holes dan

lintasan untuk menghentikan fluidisasi bahan pembentuk lumpur; dan

(Draw) Penarikan bijih - dengan benar menarik cadangan bijih untuk mencegah pembuangan kantong dan

lapisan lumpur.

Richard Butcher, Principal Mining Engineer di SRK, menjelaskan bahwa persyaratan untuk aspek pertama (jarak jauh)

adalah bahwa lumpur harus jauh dari operasi penambangan. Oleh karena itu, bendungan tailing harus diletakkan

sedemikian rupa sehingga tidak ada risiko material yang mengalir di bawah tanah; dan lereng terbuka harus dirancang

untuk memastikan bahwa bahan yang dapat menghasilkan material terlapukkan tidak akan terakumulasi di daerah yang

berpotensi mengalir ke bawah tanah.

Metode Sublevel Caving lebih berisiko terkait dengan semburan lumpur," Richard menyatakan, "karena sembarang

lumpur di waste cap lebih dekat ke lokasi ekstraksi daripada block cave , panel atau front caving. Metode yang terakhir

mempertahankan lumpur pada jarak yang lebih jauh. "

Aspek kedua (Penirisan/Drainage) merangkum serangkaian tindakan yang ditujukan untuk mencegah air (air tanah atau

air hujan) dari bahan pembentuk lumpur yang bersifat fluidisasi. Adalah penting bahwa tambang harus memiliki sistem

drainase permukaan dan drainase bawah tanah yang dirancang dengan benar untuk mencegah air tanah dan air hujan

memasuki muck pile, isian lumbung/stope dan open cuts.

Kondisi penarikan bijih yang over dan terisolasi adalah mekanisme pemicu untuk semburan lumpur, "Richard melanjutkan.

"Penting, mengenai aspek ketiga (Draw), untuk mengkorelasikan persentase ekstraksi dengan kemungkinan terjadinya

lumpur.

of 57

Beberapa hal yang harus diperhatikan ketika berada di dalam Tambang Bawah Tanah

1. Fokus kepada keselamatan, bahaya atau risiko daripada karyawan dan property

2. Pembenahan secara khusus terhadap shaft satation, permuka kerja, dan tempat kerja

yang lain

3. Struktur geologi secara umum (fault, joint, slip, orientasi dan kerapatan daripada

struktur)

4. Kondisi batuan (penyanggaan, bolting dan perkuatan, begitu juga mengenai jumlah

material lepas yang terdapat dibalik screen/mesh)

5. Jalan utama, lubang pengangkutan (seberapa bagus pemeliharaannya)

6. Kebocoran air (jumlah, penampungan, kolam) dan potensi luncuran lumpur

7. Kualitas udara (debu, asap, temperaure)

8. Kondisi umum daripada peralatan dan umurnya, keausan ban dan luka/goresan

9. Fragmerntasi batuan – ukuran yang berlebih ketika dimuat/diangkut dengan alat muat,

angkut truck, ban berjalan (conveyor) atau pada grizzly

10. Suasana hati dan keterlibatan karyawan yang bekerja

of 57

DAFTAR PUSTAKA 1. Bre-Anne Sainsbury :”A Model For Cave Propagation And Subsidence Assessment In Jointed Rock Masses”

2. D.H. Laubscher :”Cave Mining Handbook – De Beers, A Diamond Is Forever”.

3. D.H. Laubscher :”Block Cave Mining – The State of The Art”.

4. Haitham M. Ahmed*, Malcolm J. Scoble and W. Scott Dunbar, Norman B Keevil :”International Journal of Mining,

Reclamation and Environment, 2016Vol. 30, No. 2, 71–91, Institute of Mining Engineering, University of British Columbia, Vancouver, Canada (Received 26 August 2014; accepted 29 September 2014). http://dx.doi.org/10.1080/17480930.2014.975917

5. Jarek Jacubec :”Block Caving Cu Au Porphyry”, March 07, 2016.

6. P.J. Bartlett and K. Nesbitt :”Stress induced damage in tunnels in a cave mining environment in kimberlite”.

7. R.J. Butcher :”Block Cave Undercutting —Aims, Strategies, Methods and Management”.

8. R.J. Butcher :”Design rules for avoiding draw horizon damage in deep level block caves”.

OREikata.or.id/wp-content/uploads/2018/08/Block-Cave-Mining-and-Undercut-Strategy...caving. Karena...

Documents

Transcript of OREikata.or.id/wp-content/uploads/2018/08/Block-Cave-Mining-and-Undercut-Strategy...caving. Karena...