Rancangan Teknis Penambangan (Persiapan Penambangan, Rencana Jalan, Desain Jenjang, Penggalian-Pemuatan-Pengangkutan dan Produksi Alat Mekanis)

Rancangan Teknis Penambangan

Rancangan teknis penambangan merupakan bagian dari suatu perencanaan tambang. Rancangan penambangan ini merupakan program penambangan yang akan dikerjakan dan telah diberikan batas-batas serta aturan tegas yang harus dipenuhi dalam setiap aktivitasnya sebagai bagian dari keseluruhan perencanaan tambang tersebut.

Setelah menganalisa dasar dari pemilihan sistem penambangan, maka dibuat suatu rancangan penambangan atau teknis pelaksanaan penambangan tersebut. Analisa yang dibuat berupa metode penambangan yang akan diterapkan.

Persiapan Penambangan

Persiapan penambangan merupakan kegiatan pendahuluan dari aktivitas penambangan. Persiapan penambangan ini berupa pembersihan areal yang akan ditambang (land clearing) dan pembuatan jalan tambang.

Pembersihan lahan adalah suatu pekerjaan tahap awal pada kegiatan penambangan. Pembersihan lahan ini dilakukan untuk menyingkirkan pepohonan dan semak belukar yang tubuh di sekitar areal penambangan dan mempersiapkan akses masuk ke tambang atau pembuatan jalan angkut.

Rencana Jalan Angkut

Fungsi utama dari pembuatan jalan angkut ini adalah sebagai sarana transportasi untuk menunjang kelancaran kegiatan penambangan terutama kegiatan pengangkutan. Yang terpenting di dalam perencanaan jalan ini adalah geometrik jalan yang meliputi; lebar jalan, kemiringan jalan (grade), jari-jari belokan (tikungan) dan superelevasi, cross slope dan jarak angkut.

a.      Lebar Jalan Angkut Tambang

Lebar jalan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu :

Lebar Jalan Angkut Pada Jalur Lurus

Untuk menentukan lebar jalan pada jalan lurus diambil standar dengan memperhitungkan lebar dari alat angkut yang digunakan, menurut penelitian Aasho Manual Rural High Way Design untuk jalan lurus pada tepi kiri dan kanan ditambah setengah dari lebar truck.

Untuk mendapatkan lebar jalan digunakan perhitungan dengan rumus sebagai berikut:

L min = n.Wt + (n + 1) . (½.Wt

Dimana:

L min   = Lebar jalan angkut minimum (meter)

n         = Jumlah lajur

Wt      = Lebar alat angkut (meter)

Dengan menggunakan rumus di atas, lebar jalan lurus dianggap aman, pada saat alat angkut berpapasan, tidak saling menyerempet dengan yang lain pada saat pengangkutan berlangsung.

Lebar Jalan Angkut Pada Belokan

Lebar jalan angkut pada belokan atau tikungan selalu lebih besar daripada lebar jalan lurus.

Untuk lajur ganda, maka lebar jalan minimum pada belokan didasarkan atas :

a.       Lebar jejak ban,

b.      Lebar juntai atau tonjolan (overhang) alat angkut bagian depan dan belakang pada saat membelok,

c.       Jarak antar alat angkut atau kendaraan pada saat bersimpangan, dan

d.      Jarak antara dua truck terhadap tepi jalan (jarak dari kedua tepi jalan).

Wmin        =          N (U + Fa + Fb + Z) + C      

C               =          (U + Fa + Fb) / 2                   

Dimana :

Wmin  = Lebar jalan angkut minimum pada belokan (meter)

U         = Lebar jejak roda kendaraan (center to center tires) (meter)

Fa        = Lebar juntai (overhang) depan (meter)

Fb        = Lebar juntai belakang (meter)

Z          = Jarak sisi jalan ke sisi luar kendaraan (meter)

C         = Jarak antar kendaraan (total lateral clearance) (meter)

N         = Jumlah jalur

b.      Kemiringan Jalan

Kemiringan jalan angkut berhubungan langsung dengan kemampuan alat angkut baik dalam pengereman maupun dalam mengatasi tanjakan dan sangat menentukan kemampuan alat. Bila kendaraan melalui jalan yang menanjak maka timbul gaya yang melawan arah gerak kendaraan. Sebaliknya jika kendaraan melewati jalan yang menurun, maka gaya berat akan membantu gerak kendaraan. Gaya ini disebut grade resistance yang tergantung besarnya kemiringan jalan dan berat kendaraan. Untuk menentukan kemiringan atau grade jalan, digunakan ketentuan kemiringan jalan untuk masing-masing alat angkut yang besarnya dinyatakan dalam persen kemiringan, di antaranya sebagai berikut:

Lori 3% - 15%

Truck 7% - 35%

Belt conveyor 35% - 50%

A.                 Desain Jenjang

Karena letak batubara berada di lapisan bawah dari permukaan dan tertutup oleh lapisan tanah penutup, maka untuk mencapai lapisan bijih itu biasanya dibuat jenjang/bench. Suatu jenjang yang dibuat harus mampu menampung dan mempermudah pergerakan alat-alat mekanis pada saat aktivitas pengupasan tanah penutup dan pengambilan bijih.

Dimensi suatu jenjang dapat ditentukan dengan mengetahui data produksi yang diinginkan, peralatan mekanis yang digunakan, material yang digali, jenis pembongkaran dan penggalian yang dipergunakan dan batas kedalaman penggalian atau tebalnya lapisan batubara, serta data sifat mekanik dan sifat fisik batuan untuk kestabilan lereng. Dimensi dari jenjang adalah sebagai berikut:

a.      Panjang jenjang

Panjang jenjang tergantung pada produksi yang diinginkan dan luas dari areal penambangan atau dibuat sampai pada batas penambangan yang direncanakan. Pada dasarnya adalah alat-alat mekanis yang digunakan mempunyai ruang gerak yang cukup untuk bermanuver dalam aktivitasnya.

b.      Lebar jenjang

Lebar jenjang dirancang sesuai dengan jarak yang dibutuhkan oleh alat mekanis dalam beroperasi, dalam hal ini alat gali/muat dan alat angkut. Untuk

perhitungan lebar jenjang yang sangat dipengaruhi oleh alat-alat mekanis yang digunakan, metode yang dipakai untuk penentuan dimensi jenjang adalah “US Army Engineers (1967)” dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

                        W _min = P_m + P_a + JA            

                Dimana :

                        W_min    = Lebar minimum bench (meter)

                         P_m       = Panjang alat gali/muat (meter)

P_a         = Panjang alat angkut (meter)

            JA        = Jarak aman dari pinggir bench (biasanya diambil 3 meter) 

c.       Tinggi jenjang

Tinggi jenjang adalah jarak vertikal yang diukur dari kaki jenjang ke puncak jenjang tersebut. Tinggi jenjang dibuat tergantung dari faktor keamanan suatu lereng dan tinggi maksimum penggalian dari alat gali yang digunakan. 

B.                 Penggalian, Pemuatan dan Pengangkutan

Pembongkaran adalah upaya yang dilakukan untuk melepaskan batuan dari batuan induknya baik dengan cara penggalian dengan menggunakan alat gali maupun dengan cara pemboran dan peledakan. Pada intinya pembongkaran ini bertujuan agar batuan dapat dengan mudah dan cepat dilepaskan serta alat muat dapat dengan mudah memuat material ke alat angkut.

Pemuatan adalah kegiatan lanjutan setelah pembongkaran batuan pada loading point yang bertujuan untuk memuat material ke alat angkut kemudian diangkut ke titik dumping baik pada disposal area atau stock pile.

Banyaknya material yang dibongkar, dimuat, dan diangkut oleh masing-masing alat dinyatakan dalam jumlah produksi yang dapat diketahui dengan menggunakan persamaan yang dikemukakan oleh Partanto Projosumarto, 1993 sebagai berikut :

a.      Produksi Alat Mekanis

Produksi alat garu / dorong bulldozer

Kapasitas produksi Bulldozer dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

P = (Kb x SF x Eff x 60 menit) / CT (menit)

Dimana :

P       = Produksi alat mekanis (bcm/jam)

Kb    = Kapasitas Bilah (m³)

SF     =  Swell Factor (%)

Eff    = Efisiensi kerja (%)

CT    = Cycle time (menit)

Produksi alat muat

Produksi alat muat pada pemuatan material ke atas alat angkut dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain keseragaman ukuran butir material yang akan dimuat, kemampuan operator, ketersediaan stock material yang akan dimuat (hasil pembongkaran). Faktor-faktor ini secara langsung memengaruhi waktu edar alat muat dalam melakukan satu siklus pemuatan dan juga jumlah material yang terambil ke dalam bucket alat muat.

Sehingga untuk memperoleh jumlah material yang dihasilkan perlu dikoreksi dengan memperhitungkan jumlah faktor pengisian untuk tiap kali melakukan pengisian bucket.

Untuk menghitung kemampuan produksi alat muat tersebut digunakan pendekatan sebagai berikut :

Untuk menghitung kemampuan produksi dari alat muat, maka digunakan rumus sebagai berikut:

P = (Kb x SF x Eff x Ff x 60 menit) / CT (menit)

Dimana :

P             = Produksi alat mekanis (bcm/jam)

Kb          = Kapasitas Bucket (m³)

SF           =  Swell Factor (%)

Eff          = Efisiensi kerja (%)

Ff           = Fill Factor (%)

CT          = Cycle time (menit)

Produksi alat angkut

Produktifitas pada pengangkutan juga dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

a.       Pada saat pengisian material ke alat angkut akan terjadi pertambahan volume material.

b.      Keadaan jalan pengangkutan.

c.       Kemampuan operator dan jumlah alat angkut yang digunakan.

Untuk menghitung jumlah produksi pengangkutan material dengan menggunakan alat angkut dump truck digunakan pendekatan sebagai berikut :

P = (Kb x Eff x 60 menit) / CT (menit)

KB  = (Kb x Ff x Sf) x n      

Dimana :

P     = Produksi alat angkut (bcm / Jam)

KB  = Kapasitas bak (m³)

Eff  = Efisiensi kerja (%)

Kb  = Kapasitas bucket (m³)

Sf   = Swell factor (%)

Ff   = Fill factor (%)

n    = Jumlah pengisian

CT  = Cycle time (menit)

b.      Menentukan Jumlah Alat

Dari hasil perhitungan kemampuan produksi alat mekanis, maka jumlah alat yang dibutuhkan dalam melakukan kegiatan penambangan sesuai dengan target produksi yang ingin dicapai dapat ditentukan. Untuk menentukan jumlah peralatan yang diperlukan, maka digunakan rumus sebagai berikut :

      N = T/P

Dimana:

N  = Jumlah alat  

T =  Target produksi

     P  =  Produksi alat