Eksplorasi Pemboran (New)

57
Laboratorium Geologi Univesitas Islam Bandung BIODATA Nama : Syahroni Tempat/Tgl Lahir : Indramayu/29-01-1991 Alamat Kantor : Laboratorium Geologi Jurusan Teknik Pertambangan UNISBA Pendidikan : S1 Teknik Pertambangan UNISBA ( Sedang Ditempuh )

description

Drilling eksploration

Transcript of Eksplorasi Pemboran (New)

Peningkatan Rekonsiliasi dan Kontrol kadar

Laboratorium Geologi Univesitas Islam BandungBIODATANama: SyahroniTempat/Tgl Lahir: Indramayu/29-01-1991Alamat Kantor: Laboratorium GeologiJurusan Teknik PertambanganUNISBAPendidikan :S1 Teknik Pertambangan UNISBA( Sedang Ditempuh )

1

BALAI DIKLAT TAMBANG BAWAH TANAHEKSPLORASI PEMBORAN Syahroni

2

PENDAHULUAN Obyek geologi (endapan bahan galian) tidak selalu muncul atau tersingkap :Tertutup oleh tanah tipis/tebal,Batuan yang menutupinya belum tererosi (concealed orebody).Pembuatan singkapan tidak alami lubang eksplorasi (exploration working).Kedalaman besar : pemboranLubang bor merupakan salah satu jenis lubang eksplorasi,Untuk mempelajari geologi/pemineralan bawah permukaan.

3

MAKSUD DAN TUJUANPemboran:Pembuatan lubang eksplorasi yang diameternya relatif kecil dibandingkan dengan kedalamannya.Tujuan pemboran secara umum:Mengetahui/mempelajari data/informasi geologi (batuan, stratigrafi, struktur, pemineralan, dsb),Pengambilan percontoh (sample),Eksploitasi bahan tambang (minyak dan gas bumi air),Sebagai sarana untuk eksplorasi dengan metoda lain (geofisika),Peledakan.

4

PENGGUNAAN PEMBORANGeologi teknik (engineering geology) terutama untuk penyelidikan fondasi.Hidrogeologi (hidrogeology) dalam pencarian air baik untuk keperluan pabrik atau air minum.Eksplorasi mineral/geologi ekonomi yaitu untuk mempelajari dan mencari pemineralan, kemenerusan dan bentuk sebarannya, dan penghitungan cadangannya.Eksploitasi bahan tambang (cair dan gas/uap).

5

PEMBORAN EKSPLORASI MINERALPenggunaan tergantung pada:Posisi atau letak tubuh bijih,Jenis dan bentuk endapan bahan galian,Tahap penyelidikan,makin lanjut tahap eksplorasinya dan makin dalam letak tubuh bijihnya makin sering cara pemboran digunakan.Ditujukan untuk tubuh bijih:Terletak jauh di kedalaman,Memiliki bentuk teratur atau lebih kurang menerus, seperti batubara,Berukuran besar dan teratur (tembaga porfir, bahan bangunan, dsb),Sebaran komponen berharganya merata.

6

JENIS PEMBORAN #1Mekanisme gerak:Putar (rotary drilling),

Tumbuk (percussion drilling),Tumbuk-putar (rotary percussive drilling).

Hasil pemboran:Inti (core), berupa hasil pemboran yang pejal berbentuk tabung,

Hancuran (fragment) baik yang undisturbed (cutting), maupun yang disturbed (sludge).JENIS PEMBORAN #2

Letak/penempatannya:Vertikal: untuk tubuh bijih yang letaknya relatif mendatar;Miring: untuk tubuh bijih yang letaknya vertikal atau hampir vertikal;Melengkung (directional drilling): untuk pemboran dalam, dengan kemiringan tubuh bijih yang hampir vertikal.

JENIS PEMBORAN #3

Mekanisme/sumber gerak:Bor tangan (bor Bangka, Acker, bor pantek, dsb),

JENIS PEMBORAN #4

Bor mesin (Longyear, Koken, Tone dsb).

JENIS PEMBORAN #5

Secara umum:Rotary drilling,Diamond core drilling,Percussion (percussive) drilling,Churn (cable tool) drilling.

JENIS PEMBORAN #6

Eksplorasi mineral: diamond core drilling

JENIS PEMBORAN #7

ROTARY DRILLING #1Rotary drilling: pemboran didasarkan pada putaran dan tekanan mata bor.

Bentuk atau jenis mata bor (bit):spherical,

wedge type,ring type,

tricone,

ROTARY DRILLING #2

Kemampuan penerobosan (penetration rate) tergantung pada batuan:batuan yang relatif lunak dapat mencapai 100 m/jam,batuan yangkeras seperti batuan beku sekitar 1 m/jam.roller rock bit.

ROTARY DRILLING #3

PEMBORAN INTIPemboran inti (core drilling): pemboran yang ditujukan untuk memperoleh percontoh dalam bentuk inti (core sample).Pemboran inti diamond core drillingMata bor cincin (ring type),Ujungnya ditaburi butiran intan.Mata bor dari suatu paduan baja tertentu yaitu tungsten-carbide (steel bit). Prinsip kerja:Bor putar (rotary drilling) yang disertai tekanan.

Banyak digunakan dalam bidang eksplorasi mineralPerolehan percontoh yang berupa inti,Sangat mempermudah pengamatan terhadap keadaan geologi atau pemineralan bawah permukaan, baik jenis batuan atau pemineralannya, bentuk strukturnya atau urutan stratigrafinya,Dapat dilaksanakan baik di permukaan maupun di tambang bawah tanah, Posisi tegak atau miring, sehingga dapat digunakan untuk eksplorasi mineral dengan bentuk serta letak tubuh bijih yang beraneka ragam.

Biaya operasi cara pemboran ini relatif lebih mahalPerencanaan harus dilakukan secermat mungkin agar biaya operasinya bisa diminimalkan.PENGGUNAAN PEMBORAN INTI

Pertimbangan yang harus diambil sebelum dilakukan pemboran inti:Ukuran lubang bor minimum,Ukuran core dan core recovery minimum yang harus diambil,Penentuan posisi lubang bor (tegak atau berarah),Pemakaian casing (ukuran dan kedalamannya),Penggunaan jenis/tipe bit, core barrel, drilling rodPenentuan alat survei untuk lubang bor.EKSPLORASI PEMBORAN INTI

Sesuai dengan tujuan utama pemboran:Data dan informasi (geologi dan pemineralan),Perolehan percontoh.

Perlu dilakukan pemilihan jenis dan tipe alat bor serta perlengkapan yang tepat, sesuai dengan tujuan dan kebutuhan.KUALITAS PEMBORAN

Dasar pemilihan:Kondisi lapangan (menentukan jenis/tipe alat bor),Kondisi geologi/batuan seperti litologi dan struktur (akan menentukan tipe/jenis bit, penggunaan casing, jenis core barrel),Kedalaman tubuh bijih yang ingin diterobos/dibor (tipe dan kapasitas pemboran),Jenis percontoh yang ingin diperoleh (tipe/jenis alat bor dan bit),Jenis bahan galian, tipe dan sebaran bijih,Posisi alat bor (tipe alat bor),Ukuran inti/lubang bor (ukuran mata bor),Anggaran biaya.PEMILIHAN ALAT BOR

Kelengkapan alat bor (sederhana): Stang bor alat pemutar,Batang bor (rod) alat penerus gerak dari stang ke mata bor,KELENGKAPAN ALAT BOR #1

Mata bor (bit) alat penembus/pemotong (batuan).

KELENGKAPAN ALAT BOR #2

Kaki bor

Fungsi: mendirikan/penegak alat bor.

KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #1

Derrick, untuk pemboran vertikal.Tinggi (m): 6, 9, 12, 20, 23.Kapasitas (ton): 3, 5, 20, 40, 50.

Tripod, biasanya digunakan untuk pemboran miring.Kapasitasnya antara 9 10 ton.KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #2

Crown block, travelling block dan kabel bajaFungsi: untuk menaikkan dan menurunkan peralatan bor ke lubangnya.

Mesin borFungsi: penggerak (pemutar) rod ,pemberi tekanan,menurunkan/menaikkan rod, casing dan mata bor.

KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #3

Batang bor (rod)

Fungsi:meneruskan atau mentransfer gerak dari mesin ke mata bor,menyalurkan air atau fluida bor yang dipompakan dari bak penampung ke front pemboran,jalan keluar/masuk core tube (wireline core drilling).KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #4

Batang bor berlubang di tengahnya (tidak pejal)untuk mengurangi kelenturan dan berat.Ukuran rod (tergantung tipe dan standar)Panjang: 0,5; 1,0; 1,5; 3,0 sampai 6,0 m,Ukuran diameter dalam dan luarnya tergantung standar.Penyambung rod rod couplingKELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #5

KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #6 Mata bor (bit)Fungsi: alat pemotong/penembus batuanJenis:a. Mata bor intanDigunakan untuk batuan yang keras (granit, andesit, batuan malihan)Di ujung mata bor ditanamkan butiran intan (makin banyak dan halus butiran intan makin baik untuk batuan yang keras)b. Mata bor baja tungsten carbideDigunakan untuk batuan yang agak lunak.

Tipe:Berdasarkan diameter luar dan dalam suatu bit (sesuai standar pabrik pembuatnya).EX, AX, BX, NX (standar); AQ, BQ, NQ, HQ (wire line).

Wire lineUkuran NominalKA-QKB-QKN-QKH-QK116-QDiameter Luar (mm)47,659,575,397,5116,0Diameter Dalam (mm)27,036,547,663,582,0Permukaan (karat)1220304058Impregnasi (karat)1225354560

StrandarUkuran Nominal57-S76,5-S96,5-S117-SDiameter Luar (mm)62,559,575,3124,5Diameter Dalam (mm)36,536,547,686,0Permukaan (karat)20304065Impregnasi (karat)20305080

TYPE MATA BOR (KOKEN)

Selubung (casing)Fungsi:Penahan dinding lubang bor yang mudah runtuh (top soil atau bagian batuan yang mudah runtuh agar supaya tidak terjadi cavingUntuk mencegah merembesnya atau mengalirnya fluida bor ke batuan yang retak-retak atau berpori-poriDi bagian ujung casing biasanya disambung dengan casing shoe yang berfungsi sebagai pelindung casing ketika dimasukkan ke dalam lubang bor

Tabung (penadah) inti (core barrel)Fungsi: penyimpan inti bor hasil pemotongan oleh mata bor sebelum diangkat ke permukaanJenis/tipe core barrel:Single core barrel: panjang 0,5 m untuk penginti awal dan panjang 2,2 m untuk formasi batuan yang agak lunak dan liatDouble tube core barrel: untuk formasi batuan yang kekerasannya sedang dan brittleTripple tube core barrel: untuk batuan yang sangat keras dan brittleKELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #7

Tabung sludge (sludge barrel).Fungsi: tempat menampung sludge yang letaknya di atas (disambung dengan) core barrel.Gunanya: agar supaya pemboran menjadi lebih lancar.

KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #8

32

Pompa (kadang-kadang digunakan dua buah pompa)Fungsi:Menyedot air atau fluida dari bak penampungan ke dalam lubang bor (melalui slang dan rod),Menyedot air dari sumber air yang biasanya terletak jauh dari lokasi pemboran.

KELENGKAPAN ALAT BOR MESIN #9

Pemasangan kaki bor (derrick atau tripod) dan mesin bor.Centering alat bor.Mulai pemboran dengan cara dry boring dan menggunakan single core barrel yang panjangnya 0,5 m (untuk membuka tanah penutup).Pemasangan selubung bor (casing).Pembersihan dasar lubang bor (sebelum pengambilan inti selanjutnya).Pemasukan peralatan bor (bit, rod)Pemboran batuan.Pengangkatan inti (peralatan bor).PROSES PEMBORAN

Ukuran keberhasilan pemboran inti: perolehan inti.Perolehan Inti (core recovery CR):Perbandingan inti bor yang diperoleh dengan kemajuan pemboranJika kemajuan pemboran pada suatu saat mencapai 100 cm, sedangkan panjang inti bor yang diperoleh sepanjang 70 cm, maka dikatakan bahwa perolehan intinya adalah 70 %.Core recovery mempunyai arti penting dalam penghitungan mutu atau kadar rata-rata dari suatu unsur (Cu, Pb, Zn atau Au dls.) dari suatu percontoh yang terdiri dari inti dan sludge.KEBERHASILAN PEMBORAN

Perolehan inti tergantung pada:Sirkulasi air atau fluida: mempengaruhi utuh atau tidaknya inti bor.Fluida harus diatur secara seimbang berdasarkan keadaan batuan,Formasi batuan yang sangat lunak tidak digunakan sirkulasi air atau fluida,Formasi batuan yang relatip lunak, brittle dan mudah retak 36 l/menit,Formasi batuan yang keras sekitar 60 l/menit.Sirkulasi air atau fluida bor: Mempengaruhi lifting capacity (daya angkat fluida bor terhadap cutting atau sludge),fluida bor mempunyai peran yang sangat penting dalam proses pemboran.KEBERHASILAN CORE RECOVERY (CR) #1

Jenis batuannyaBatuan yang keras dan kompak CR tinggi,Batuan yang mudah lepas, brittle, CR rendah.

Putaran dan tekanan bitKecepatan putaran dan tekanan bit harus seimbangTergantung dengan jenis batuannyaBatuan lunak putaran bit: 10 rpm (rotation per minute),Batuan yang relatif lunak dan brittle: 20 30 rpm.Tekanan bitnya berkisar antara 250 350 psiBatuan keras dan kompak putaran bit: 60 110 rpm,Tekanan bit 50 psi.Pengaturan putaran dan tekanan sangat berguna bagi keawetan bit.KEBERHASILAN CORE RECOVERY (CR) #2

Jenis core barrelPenggunaan core barrel sesuai dengan keadaan batuan akan sangat membantu utuh tidaknya inti bor yang kita peroleh. Untuk batuan yang mudah hancur atau merupakan endapan lepas, penggunaan core barrel dengan double tube atau triple tube akan memberikan bentuk inti yang lebih baik dan core recovery yang lebih tinggi.

KEBERHASILAN CORE RECOVERY (CR) #3

Pengalaman juru borMakin banyak pengalaman juru bor biasanya makin baik diperoleh inti bor.

Jenis pekerjaanPekerjaan borongan biasanya membuahkan hasil inti yang kurang baik.KEBERHASILAN CORE RECOVERY (CR) #4

Proses pemboranPerlu air atau fluida pemboran.Lumpur pemboran (drilling mud):Suatu campuran fasa cair (air, minyak/olie) dengan mineral tertentu: bentonit, barit.

LUMPUR PEMBORAN #1

Penggunaan lumpur pemboran didasarkan pada kebutuhan tertentu (penyemenan dinding lubang bor untuk mencegah terjadinya caving, dls.)

LUMPUR PEMBORAN #2

Fungsi: Mendinginkan matabor (bit),Membantu fragmentasi,Mengangkat cutting ke atas,Menjaga pengendapan cutting,Mencegah terjadinya caving pada dinding lubang bor (sebagai penyemen),Menjaga agar inti tidak melekat pada core barrel,lubrication drilling system.

Cutting biasanya mempunyai kemampuan mengapung (lifting capacity), tergantung pada: ukuran partikel, densitas partikel, dan densitas cairan.LUMPUR PEMBORAN #3

Tipe lumpur pemboran (drilling muds):fresh water base,salt water base,oil base,oil-in-water emulsion muds.

Pemboran inti: fresh water base dan salt water basemurah,mudah dikontrol,kurang berbahaya,tidak membutuhkan peralatan khusus.TIPE LUMPUR PEMBORAN

Kedua tipe itu memiliki kekhasan sebagai berikut:cukup kuat untuk menahan dinding dan lubang,cukup viscocity untuk mendorong cutting ke atas,viscocity cukup rendah untuk mengendapkan cutting berukuran c.g. particles,mudah menghasilkan caking yang cukup untuk turun naiknya rod dan bit.Sering digunakan dalam core drilling.LUMPUR PEMBORAN fwb DAN swb

Proses pemboran terdiri dari:Pemasukan peralatan bor (mata bor, rod) ke dalam lubang bor,Pemboran/pemotongan batuan,Pengisian inti ke dalam core barrel,Pengangkatan core barrel ke permukaan,Penggantian core barrel.

Merupakan satu siklus operasi pemboran.

Proses kedua membutuhkan waktu tersendiri yang kemajuannya sangat tergantung pada kekerasan batuan dan mata bor yang digunakan.SIKLUS PEMBORAN

Drilling rate:Kemajuan alat bor dalam satuan waktu tertentu yang digunakan secara efektif dalam pemotongan batuan atau penetrasi mata bor

Drilling rate tidak memperhitungkan waktu yang tidak digunakan untuk menerobos batuan

DR = l/tefDR drilling ratel kedalaman/kemajuan pemboran (m)tef waktu efektif (jam)DRILLING RATE

Siklus pemboranTergantung pada kedalaman pemboran,Makin dalam pemboran makin panjang siklusnya.

Perlu efisiensi: penggunaan wireline core drillingWireline core drilling :Penggunaan batang bor yang berdiameter dalam sama besar dengan inner tube core barrel,Pengangkatan inti (dalam inner tube) tidak perlu disertai pengangkatan seluruh sistem pemboran,Pengangkatan core barrel menggunakan alat pemancing (spear head).Siklus pemboran dapat diperpendek.WIRE LINE DRILLING

Nomer lubang bor: menggunakan tanda atau kode tertentu, DDH (Diamond Drill Hole)-12 atau LB (Lubang Bor)-3A.Lokasi pemboran: berdasarkan grid lokal.Ketinggian lokasi titik bor: berdasarkan ketinggian dari permukaan air laut.Arah dan sudut kemiringan pemboran: terutama untuk pemboran miring (menunjukkan azimut dan arah kemiringan lubang bor).Waktu (tanggal) dimulai dan selesainya pemboranKedalaman akhir pemboran.Pencatat/penanggung jawab logging.DOKUMENTASI PEMBORAN

Dalam bentuk tabel/kolom, data yang harus dicatat adalah:Kedalaman/interval pemboran,Penggunaan casing dan diameternya,Tipe bit yang digunakan (AX, EX dls.),core recovery,Jenis formasi/batuan (deskripsi),Jenis pemineralan,Hasil analisis dari sejumlah unsur.Berdasarkan dokumentasi sejumlah lubang bor direkonstruksi bentuk dan sebaran endapan bahan galian.PEMERIAN INTI BOR

Hasil pemboran: inti (core), sludge, cutting.Sludge atau cutting ditampung dalam bak di sebelah alat bor.Inti bor diletakkan dalam kotak percontoh (core box)Ukuran: panjang 1 m, lebar 0, 50 m dan tebal sekitar 10 cm,Melebar kotak tersebut disekat atau dibagi menjadi 5 bagian memanjang,Diberi tanda kedalaman inti bor.Sludge atau cutting harus diambil dengan cara memompakan fluida bor melalui rod agar sludge atau cutting tersebut terangkat melalui celah antara dinding lubang bor dengan core barrel atau rodPEMERCONTOAN #1

Percontoh inti dibelah dua membujur sepanjang inti bor, dengan menggunakan core splitter atau gergaji batuan.Separuh percontoh inti untuk analisis, separuhnya lagi disimpan untuk duplikat.Bila perolehan percontoh inti 65 % analisis percontoh hanya inti saja.Bila perolehan inti 65 %, sludge atau cutting harus dianalisis pula.PEMERCONTOAN #2

Dalam praktek pemboran sering terjadi deviasi atau penyimpangan arah lubang bor;Penyimpangan sebanding dengan kedalaman pemboran;Makin besar kedalaman pemboran, makin besar penyimpangan arah.PROBLEM DALAM PEMBORAN #1

Sebab-sebab penyimpangan:Centering yang tidak benarmerupakan kesalahan teknis waktu persiapan permulaan pemboran, di mana arah bor tidak betul-betul vertikal karena unit bor tidak terletak secara mendatar,merupakan kesalahan manusia (karena kurang/tidak teliti).

Perubahan lapisanpenyimpangan ini biasanya terjadi bila pemboran berasal dari batuan yang relatif lunak ke arah batuan yang lebih keras, terutama lapisan batuan yang miring,arah penyimpangan biasanya searah dengan kemiringan lapisan.

Alat yang kurang rigidterjadi terutama pada rod yang pejal dan berdiameter relatif kecil.PROBLEM DALAM PEMBORAN #2

Prinsip dasar:Gerakan turun naik (penumbukan)Pemutaran alat tumbuk atau mata borGerakan ditimbulkan oleh alat kompressor (compressed air) terhadap peralatan penumbuk (hammer unit)Hasil pemboran ini berupa batuan yang hancur (sludge dan cutting)Mata bor yang digunakan biasanya berupa spherical (untuk batuan keras) atau wedge typeUntuk flushing biasanya digunakan udara, khusus untuk eksplorasi mineral digunakan airUntuk tujuan sampling dalam eksplorasi mineral, cara pemboran ini sangat baik, terutama sampai kedalaman sekitar 100 m, cara masih cukup efisien karena biayanya relatif murah, sekitar sepertiga atau seperempat biaya pemboran intiPERCUSSION DRILLING

Down the hole hammer drillHammer unit nya ikut masuk lubang, alat pemutar terletak di permukaanBiasanya menyatu dengan kendaraan truk (truck mounted)Berat alat bor ini 1,5 3,0 ton, atau sekitar 5,0 ton bersama truknyaMata bor berdiameter antara 100 200 mm, rod berukuran 85 115 mmKedalaman antara 100 125 m (maksimal 250 m)Banyak digunakan dalam pembuatan shot hole dan pemboran air

Top hammer drillHammer unit nya tetap di atas, demikian pula alat pemutarnyaRod berukuran 38 45 mm, mata bor berukuran 64 102 mm

Terbaik down the hole hammer drilling, karena tidak ada friction lostTIPE/CARA PEMBORAN

Pemboran menggunakan kabel sebagai penggantung "mata borcable tool drillingPrinsip dasar:gerakan turun naik atau penumbukanunit penggerak yang berada di atasUnit penggerak:steam engineelectric powerProses gerakanJarak atau throw setiap pukulan berkisar antara 40 100 cmKecepatan gerakan (turun-naik): 30 60 pukulan setiap menitHasil pemboran:CuttingSludge Kapasitas pemboranKedalaman sekitar 150 mDalam kondisi yang sangat baik (batuan lunak, tidak ada rekahan dls.) dapat mencapai kedalaman 200 500 mUkuran lubang pemboran ini berkisar antara 50 300 mmLubang awal pemboran sekitar 250 300 mmBiaya pemboran ini lebih rendah dari percussion drillingKemajuan pemboran lebih lambattermasuk mahal untuk tujuan yang serupaCara pemboran ini baik untuk eksplorasi batuan yang lunak, terutama jenis endapan plaserCHURN DRILLING

Terima KasihBALAI DIKLAT TAMBANG BAWAH TANAH

57