Mine Drainage.*bibur

25
by engineering department Mine Dewatering

Transcript of Mine Drainage.*bibur

Page 1: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Mine Dewatering

Page 2: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

B. TUJUANB. TUJUAN

Mengelola (to manage) air didalam tambang

Meminimalkan air masuk ke dalam Pit

Mengeluarkan air dari Pit

A. PENGERTIAN UMUMA. PENGERTIAN UMUM

Drainase tambang terbuka (Mine Dewatering) adalah Drainase tambang terbuka (Mine Dewatering) adalah

usaha penataan air, baik yang berasal dari luar tambang usaha penataan air, baik yang berasal dari luar tambang

maupun dari dalam tambang agar tidak mengganggu maupun dari dalam tambang agar tidak mengganggu

kegiatan penambangankegiatan penambangan

Page 3: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Mengapa Pemahaman tentang Air diperlukan oleh orang2Mengapa Pemahaman tentang Air diperlukan oleh orang2

Dalam industri pertambangan:Dalam industri pertambangan:

1. Air dapat mengganggu kegiatan Penambangan

- Menggenangi (flooding) tempat kerja

- Menghambat operasional (aktivitas) tambang

- Mempengaruhi kemantapan lereng

- Memerlukan waterproof explosive apabila ada peledakan

2. Penambangan dapat mengganggu Sumber daya Air

- Buangan air tambang ke sumber air permukaan

- Mempengaruhi ketersediaan air bagi masyarakat

- Masalah lingkungan

- Biaya langsung untuk penyaliran (dewatering)

Page 4: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Sumber Air TambangSumber Air Tambang

1. Pada tambang Terbuka

- Limpasan hujan (curah hujan)

- Air Tanah

- Limpasan atau rembesan dari sumber air permukaan

¥ AIR LIMPASAN HUJANAir hujan yang masuk ke dalam areal Tambang (air permukaan)

¥ AIR TANAHAir yang keluar dari dalam tanah dan masuk ke PIT, hal ini terjadi apabila ketinggian permukaan air tanah di sekitar PIT lebih tinggi

Dipengaruhi oleh faktor meteorologi dan faktor fisik ( kemiringan, tutupan dsb.)

Karakteristik hidrologi suatu daerah pengaliran (catchment area)

Page 5: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Sumber Air Tambang2. Pada tambang Bawah Tanah

- Air tanah

- Limpasan atau rembesan dari sumber air permukaan

Permasalahan dalam Industri pertambanganPermasalahan dalam Industri pertambangan

1. Permasalahan akibat air permukaan Surface water)

- Air yang masuk menyebabkan “biaya ekskavasi” naik, krn adanya pemompaan air.

- Terjadinya erosi di lereng, jalan, parit dsb.

- Terjadinya perusakan jalan (menjadi berlumpur, licin, erosi)

- Erosi pada tanaman dan timbunan

2. Permasalahan akibat Tanah (Ground water)

- Stabilitas lereng

- Mereduksi “shear strength” tanah

- Kejenuhan lereng tambang menaikan “driving force”

- dll

Page 6: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

1. Permasalahan Operasional

- Material handling:

Stripping, loading and hauling overburden

Winning and Processing coal/commodity

- Blasting problem

- Resource recovery: Quality and quantity

- Avaibility/Utilization of equipment

- Bobot material yang terangkut naik

Page 7: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

DAUR HIDROLOGIDAUR HIDROLOGI

Kondesasi

hujanRun off

infiltrasi

Page 8: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Intensitas HujanIntensitas Hujan

Intensitas hujan adalah derajat hujan dalam satu satuan waktu (mm/jam)

Untuk perancangan bangunan air, diperlukan besaran intensitas hujan ekstrim

yang berpeluang untuk terjadi selama waktu tertentu (periode ulang)

KEADAAN DAN INTENSITAS CURAH HUJAN

KEADAAN CURAH HUJANCURAH HUJAN (mm)

1 Jam 24 Jam

Hujan sangat ringan < 1 < 5

Hujan ringan 1 - 5 5 -20

Hujan normal 5 - 10 20 - 50

Hujan lebat 10 - 20 50 - 100

Hujan sangat lebat > 20 > 100

Page 9: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Distribusi Intensitas HujanDistribusi Intensitas Hujan

Dinyatakan dengan Rumus : It = 60 x Rt/

tIt : intensitas hujan dalam t jam (mm/jam)

Rt : curah hujan dalam t menit (mm)

t : lama/durasi hujan (menit)

Contoh 1:

Lama hujan 30 menit

Curah hujan selama 30 menit : 35mm

It = 60 x Rt/t = 60 x 35/30

= 70 mm/jam

Contoh 2:

Lama hujan 1.5 jam

Curah hujan selama 1.5jam: 30mm

It = 60 x Rt/t = 60 x 30/90

= 20 mm/jam

Page 10: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Kapasitas Air Akibat HujanKapasitas Air Akibat Hujan

Hujan yanga terjadi menyebabkan adanya air hujan yg sebagian menggenang dan

mengalir dipermukaan tanah (run off) dan sebagian meresap (infiltrasi) kedalam tanah.

Kapasitas (Debit) aliran maksimum dianalisis berdasarkan perumusan sbb:

Q = α .β.It.A

Dimana:Q : debit aliran (m3/dtk) α : koefisien run off β : koefisien penyebaran hujanIt : Intensitas hujanA : luas area

Run off adalah nilai perbandingan antara bagian yg menggenang dan meresap misal:

untuk pegunungan yg curam α : 0.75 – 0.90

dataran yang ditanami α : 0.45 - 0.60

perkersan aspal/beton α : 0.80 - 0.90

daerah rekreasi α : 0.20 - 0.30

Page 11: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Drainase (Penyaliran) Tambang TerbukaDrainase (Penyaliran) Tambang Terbuka

Sasaran dari rancangan penyaliran suatu tambang terbuka

1. Meminimalkan air yang masuk kedalam pit dengan cara mencegah limpasan dari

luar pit masuk kedalam Pit.

2. Mencegah genangan air pada ”bench, loading point, road, disposal” dsb

3.. Mempertahankan parameter tanah sehingga lereng tambang tetap stabil

4.. Mengendalikan dampak lingkungan atu erosi dalam tambang

Persyaratan rancangan drainase tambang

1. Mempunyai dimensi yg cukup sesuai dg Debit aliran permukaan.

2. Mempunyai ruang jagaan (safety) untuk memprediksi adanya sedimentasi didalam

saluran & mampu menampung terjadinya luapan

3.. Mempunyai kemiringan saluran yg aman shg kecepatan aliran yang terjadi tidak

menimbulkan gerusan apada saluran

Page 12: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

1. Penyaliran (Drainage) Air Permukaan 1. Penyaliran (Drainage) Air Permukaan

Limpasan hujan merupakan salah satu sumber air tambang (di Indonesia)

a. Paritan (perimeter, ramp, drop structure)

b. Sumuran (sump)

c. Pompa, pipa dlll

Sumber air Permukaan

a. Pemindahan alur sungai (river diversion)

b. Pembuatan tanggul

Surface Water Management

a. Penentuan catchment area

b. Pengaturan aliran air

c. Pengendalian erosi

PENGENDALIAN AIR DALAM TAMBANG ANTARA LAIN:PENGENDALIAN AIR DALAM TAMBANG ANTARA LAIN:

Page 13: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Idealnya volume air hujan yg masuk kedalam tambang harus segera dipompa habis, akan

tetapi hal tersebut menyebabkan biaya tinggi karena keperluan pompa, pipa dan energi

menjadi sangat banyak

Kemudian timbul pemikiran, volume air hujan yg masuk kedalam tambang tidak perlu

segera dipompa keluar seluruhnya, tetapi dipompa dengan debit tertentu.

Volume air yang belum sempat terpompa, ditampung dalam kolam penampung.

Volume Air (m3/ha)

Waktu (menit)

Grafik Kumulasi Hujan dan Pemompaan

kumulasi curah hujan

t1 t2

Vs

Vp

pemompaan q: m3/dt ha

Rt : Vp + Vs

Page 14: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Rt : volume curah hujan yg masuk kedalam tambang (m3/ha)

t1 : waktu pemompaan sama dengan waktu hujan

t2 : waktu selesai pemompaan

Vp : volume air yg terpompa (m3/ha)

Vs : volume air maximum yg belum sempat terpompa

Page 15: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Intensitas

HujanKoefisien

Permukaan

Faktor Pompa

Faktor Kolam penampung

Perhitungan Dimensi:-Saluran Keliling- Saluran Pembuang

Catchment

Area

Dimensi

Kolam penampung

Dimensi

Kolam PengendapRencana Pemompaan

Pemilihan Type

dan Diameter Pipa

Pemilihan Type Pompa

Debit Aliran

Kumulatif

Curah Hujan

Page 16: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Dewatering Pump

Ada berbagai macam type pompayang digunakan dalam penanganan air di

Tambang (Pit dewatering) antara lain:

Penggeraknya : Electric, Diesel atau Pneumatic Driven

Model : Surface atau Submersible Pump

PUMP

CENTRIFUGAL POS . DISPLACEMENT

SURFACE SUBMERCIBLE PISTON PLUNGER HELICAL SCREW

SELF

PRIMING

NON SELF

PRIMING

Page 17: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Hal yang perlu diperhatikan :

Apabila pompa diletakkan terlalu tinggi sehingga melebihi

kemampuan hisapnya akan mengakibatkan kerusakkan pada

Impeler.

Tahap I Impeler berputar mem”vakum”kan rumah pompa, terjadi perbedaan tekanan 1 atmosfer, kondisi ini pompa dapat menghisap sampai 10 meter, sedangkan dalam prakteknya yang aman hanya digunakan 6 meter

Tahap II Setelah air masuk di rumah pompa Impeler terus berputar, dan akibat adanya daya sentrifugal mendorong air keluar pompa / naik ke atas.

PRINSIP KERJA POMPA CENTRIFUGALPRINSIP KERJA POMPA CENTRIFUGAL

Page 18: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Volume Air PIT = (Air Limpasan + Air Tanah) - Penguapan

Air Limpasan = Curah Hujan x Luas areal Tangkapan Air (Catchment area)

Permeabilitas Batuan adalah kemampuan Batuan untuk meloloskan air (m/detik)

Air Tanah = Luas Aquifer terbuka x Nilai Permeabilitas Batuan

Curah Hujan diukur dalam mm, artinya tinggi kolom air dalam mm per satu meter persegi

MENGHITUNG VOLUME AIR DALAM TAMBANGMENGHITUNG VOLUME AIR DALAM TAMBANG

Page 19: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

F. SISTEM PEMOMPAAN & RUMUS SEDERHANAF. SISTEM PEMOMPAAN & RUMUS SEDERHANA

Total Dynamic Head adalah tenaga yang diperlukan untuk memindahkan air dari Sump ke permukaan, dinyatakan dalam :

H = Hs + Hf + Hsh + Hv

Hs = Total Static head dari permukaan air sampai permukaan buang

Hf = Head gesekan sepanjang pipaHsh = Shock loss akibat perubahan

aliranHv = Head kecepatan pergerakkan air =

V /gV = Kecepatan air dalam satuan

panjang/waktug = Kecepatan Gravitasi

2

Keterangan

a.

Page 20: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

F. SISTEM PEMOMPAAN & RUMUS SEDERHANAF. SISTEM PEMOMPAAN & RUMUS SEDERHANA

Tenaga yang dibutuhkan menggerakkan Shaft Pompa :

Bhp = QH / 39600 E

Q = Debit aliran air yang dikeluarkan Pompa

H = Total Dynamic HeadE = Effisiensi pompa

Keterangan

b.

Untuk mempermudah perhitungan Hf dan Hsh dapat dilihat pada tabel berikut :

Page 21: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

H. PEMILIHAN POMPAH. PEMILIHAN POMPA

Pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :

Ukuran pompa tidak terlalu kecil sehingga tidak mengganggu kelangsungan produksi.

Ukuran pompa tidak terlalu besar sehingga investasi tidak mahal.

Page 22: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

H. PEMILIHAN POMPAH. PEMILIHAN POMPA

Langkah-langkah pemilihan Pompa :

Hitung maksimum volume air yang masuk.

Tentukan durasi pemompaan sehingga air tidak mengganggu terhadap kesinambungan operasi tambang.

Hitung keperluan debit pompa

Hitung total dinamik head.

Page 23: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

H. PEMILIHAN POMPAH. PEMILIHAN POMPA

Ukuran Pompa dapat ditentukan menurut tabel berikut ini :

Page 24: Mine Drainage.*bibur

by engineering department

Ground WaterDari Horisontal Bor

Ground WaterDari Horisontal BorDi Pit Tengah

Page 25: Mine Drainage.*bibur

by engineering department