BAB 1-5 PLG

PENULISAN LAPORAN GEOLOGI

ANALISIS FASIES BATUBARA DAN PEMANFAATAN

LIMBAH BATUBARA (FLY ASH) UNTUK STABILISASI

TANAH MAUPUN KEPERLUAN LAINNYA, CEKUNGAN

KUTAI BERDASARKAN DATA LOG, DAERAH KALTIM,

LAPANGAN “pit”

D

I

S

U

S

U

N

OLEH :

MAYRON HERMANTO SINAMBELA

11307005

P E N U L I S A N L A P O R A N G E O L O G I

J U R U S A N T E K N I K G E O L O G I

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

2013

MAYRON HERMANTO 11307005

ABSTRACK

Berdasarkan analisis elektrofasies tipe endapan berdasarkan model

pengendapan menurut Horne, 1978 Seam CBM 2 yaitu endapan channel,

swamp, interdistributary bay dan creavasse splay yang berasosiasi dengan

lingkungan pengendapan Transitional lower Delta Plain dan berdasarkan

analisis elektrofasies tipe fasies menurut model Allen, 1998, yaitu fasies

distributary channel dengan pola log cylinder shape, serta terdapat fasies

interdistributary channel dan swamp dengan pola log bell shape yang berasosiasi

dengan lingkungan pengendapan delta plain. Berdasarkan dari peta

ketebalan batubara seam CBM2 diketahui geometri seam CBM 2 pada daerah

telitian sekitar 5 – 35 ft dan arah pengendapan seam CBM 2 berarah barat laut –

tenggara. Disamping itu Seam CBM 2 ini menebal kaerah tenggara dan menipis

kearah barat laut

Analisis karakteristik fly ash dilakukan dengan melakukan analisis Ultimate

dan Proximate yang merupakan analisis yang dilakukan di laboratorium. Setelah

mendapatkan hasil dari laboratorium dilakukan analisis dengan membuat

crossplot antara parameter petrofisik dari batubara berupa ash, fixed carbon,

dan moisture. Dengan mengetahui hasil dari crossplot tersebut maka akan

didapatkan beberapa formula yang dapat digunakan untuk menghitung

parameter-parameter serta digunakan juga untuk pembuatan model.

Berdasarkan analisis petrofisik didapatkan hasil nilai kandungan ash sebesar

2.68 %, fixed carbon 46.76 %, volatile matter sebesar 41.28 %, moisture

sebesar 0.11 %, mean vitrinite reflectance sebesar 0.45 %, total gas content

sebesar 127.88 scft/ton dan kalori sebesar 6260 Kcal/kg. Dari hasil analisis

petrofisik tersebut maka dapat diketahui bahwa seam CBM 2 ini termasuk

dalam jenis batubara bituminous high volatile c menurut ASTM coal rank

yang berpotensi sebagi reservoar coalbed methane dan sebagai bahan bakar

ekonomis. Berdasarkan hasil overlay peta penyebaran kandungan moisture, peta

kedalaman batubara, peta ketebalan batubara, peta fasies batubara dan peta

geologi dareha dapat diketahui beberapa area yang berpotensi pada seam CBM 2

lapangan “pit”.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang

telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan penulisan laporan ini dengan baik.

Laporan ini merupakan hasil rangkaian kegiatan praktikum yang telah

dilaksanakan karya ilmiah Analisis Fasies Batubara Dan Pemanfaatan Limbah

Batubara (Fly Ash) Untuk Stabilisasi Tanah Maupun Keperluan Lainnya,

Cekungan Kutai Berdasarkan Data Log yang disajikan dalam suatu bentuk

tulisan serta dilengkapi dengan keterangan-keterangan yang dianggap perlu dan

berhubungan dengan laporan ini.

Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini, mulai dari pihak keluarga

dalam memberi dukungan secara spiritual maupun moril maupun semangat, dan

trimakasi buat pak gustam lubis St, Mt. selaku ketua jurusan dan dosen

pembimbing mata kuliah penulisan laporan geologi serta dukungan finansial dan

tak lupa ucapan terima kasih atas partisipasi serta dukungan semangat dari teman-

teman. Juga ucapan terima kasih ini penulis tujukan khususnya kepada asisten

laboratorium yang telah membimbing dengan baik selama praktikum berlangsung

hingga penulisan laporan ini.

Penulis juga sadar akan kekurangan dan kelemahan laporan ini, untuk itu

penulis mengharapkan saran yang membangun dari pihak pembaca demi

tercapainya kesempurnaan laporan ini. Penulis berharap laporan ini dapat berguna

dan bermanfaat bagi pembaca secara umum juga sangat bermanfaat khususnya

bagi penulis sebagai referensi untuk penelitian selanjutnya.

Medan, 3 Februari 2013

penulis,

Mayron Hermanto

11307005


DAFTAR ISI

ABSTRACT

KATA PENGANTAR............................................................................ i

DAFTAR ISI .......................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................. iv

DAFTAR TABEL .................................................................................. v

BAB I PENDAHULUAN....................................................................... I−1

1.1. Latar Belakang ................................................................................. I−1

1.2. Batasan Masalah .............................................................................. I−2

I.3. Maksud dan Tujuan Penelitian ......................................................... I−3

1.4. Lokasi Dan waktu Penelitian ............................................................ I−3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... II−1

2.1. Pengertian Fly Ash ........................................................................... II−1

2.2. Proses Pembentukan Batu Bara ........................................................ II−3

2.3. Jenis-Jenis Batu Bara ....................................................................... II−4

2.4. Letak Batu Bara ............................................................................... II−4

2.5. Penambangan Batu Bara .................................................................. II−5

2.6. Pengolahan Batu Bara ...................................................................... II−6

2.7. Pengangkutan Batu Bara .................................................................. II−7

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................ III−1

3.1. Tahap Pendahuluan .......................................................................... III−1

3.2. Sumber Data .................................................................................... III−1

3.3. Pengolahan dan Analisis Data .......................................................... III−2

3.4. Penulisan Laporan ............................................................................ III−2

BAB IV TINJAUAN GEOLOGI .......................................................... IV−1

4.1. Geologi Regional Cekungan Kutai ................................................... IV−1

4.1.1. Tatanan Tectonic Cekungan Kutai ................................................ IV−2

4.1.2. Struktur Geologi Regional Cekungan Kutai ................................... IV−3

4.1.3. Struktur Geologi Daerah Telitian ................................................... IV−3

4.2. Stratigrafi Regional Cekungan Kutai ................................................ IV−4

4.2.1. Stratigrafi Daerah Telitian ............................................................. IV−6


BAB V HASIL PENELITIAN & PEMBAHASAN ............................. V−1

5.1. Analisis Lingkungan Pengendapan ................................................... V−1

5.2. Analisis Geometri Batubara .............................................................. V−4

5.3. Pemanfaatan Fly Ash ........................................................................ V−5

5.4. Penelitian Stabilisasi Tanah Dengan Fly Ash .................................... V−9

BAB VI KESIMPULAN ........................................................................ VI

DAFTAR PUSTAKA


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. lokasi Penelitian .................................................................. I−3

Gambar 2.1. Type pembakaran dry bottom boiler dengan electrostatic

precipitator ........................................................................ II−1

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................ III−3

Gambar 4.1 Peta Regional Cekungan Kutei (modifikasi dari

Paterson et al, 1997 dalam Mora 2000) ................................. IV−1

Gambar 4.2. Tectonic Setting Cekungan Kutai (Mora et al 2003) ........... IV−2

Gambar 4.3. Peta Geologi Daerah Telitian (dalam Laporan

Internal VICO Indonesia) ..................................................... IV−4

Gambar 5.1. Lingkungan Pengendapan Seam CBM 2 menurut

Horne, 1978 ........................................................................ V−1

Gambar 5.2. Identifikasi pola log sumur X201 berdasarkan model

Horne 1978 ......................................................................... V−2

Gambar 5.3. Identifikasi pola log sumur X71 Horne 1978 ..................... V−2

Gambar 5.4. Identifikasi pola log sumur X60 dengan menggunakan

model Horne 1978 ............................................................... V−2

Gambar 5.5. Model Lingkungan Pengendapan Menurut Allen (1998) ..... V−3

Gambar 5.6. Korelasi Stratigrafi .............................................................. V−3

Gambar 5.7. Analisis Elektrofasies Pada Sumur X201 ............................. V−4

Gambar 5.8. Peta fasies batubara seam CBM 2 ........................................ V−4

Gambar 5.9. Batu bata dari fly ash kelas C ............................................. V−6

Gambar 5.10. Variasi Bentuk dan Warna Batu Bata dari Fly Ash ........... V−6

Gambar 5.11. Produksi beton ringan di lapangan, dengan special

desain molds untuk density 1.000 kg/m3, ............................V−7

Gambar 5.12. Aplikasi Fly Ash untuk Konstruksi Jalan ........................... V−7

Gambar 5.13. Approach embankment pada soft soil. ............................... V−8

Gambar 5.14. Hasil simulasi rainfall runoff untuk tanah (parent soil), stabilisasi

tanah dengan fly ash dan stabilisasi tanah dengan kapur. ... V−9

Gambar 5.15. Saat Saturation .................................................................. V−10

Gambar 5.16. Saat Pelaksanaan Test .............................................................V−10


DAFTAR TABEL

Table 1.1. Perkiraan kontribusi batubara dalam energi pembangkit

listrik dan energi campur ....................................................................I−2

Tabel 2.1. spesifik fly ash dengan kode limbah ....................................... II−3

Tabel 4.1 Kolom Stratigrafi Cekungan Kutai (Satyana et all. 1999) ....... IV−6

Tabel 4.2 Kolom Stratigrafi Daerah Telitian (Penulis) ............................. IV−7


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Batubara adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, berasal dari tumbuh-

tumbuhan (komposisi utamanya karbon, hidrogen, dan oksigen), berwarna coklat

sampai hitam, sejak pengendapannya terkena proses kimia dan fisika yang

mengakibatkan terjadinya pengkayaan kadungan karbonnya (Wolf,1984, dalam

Kuncoro, 1996).

Di alam kondisi kualitas batubara dijumpai sangat bervariasi, baik secara

vertikal maupun lateral, antara lain bervariasinya kandungan sulfur dan

sodium, kondisi roof dan floor, kehadiran parting dan pengotor, proses leaching.

Kondisi tersebut antara lain dipengaruhi oleh pembentukan batubara yang

kompleks, lingkungan pengendapan yang khas sebagai tempat terbentuknya

batubara dan proses-proses geologi yang berlangsung bersamaan atau setelah

batubara terbentuk (Kuncoro, 1996).

Batubara adalah bahan bakar fosil, di mana di Indonesia tersedia

cadangannya dalam jumlah yang cukup melimpah dan diperkirakan mencapai

38,9 miliar ton. Dari jumlah tersebut sekitar 67% tersebar di Sumatera, 32% di

Kalimantan dan sisanya tersebar di Pulau Jawa, Sulawesi dan Irian Jaya. Dengan

kualitas batubara yang baik dan dengan jumlah yang besar tersebut serta tingkat

produksi saat ini, batubara dapat menjadi sumber energi bagi Indonesia selama

ratusan tahun. Bahan bakar fosil (batubara) tetap saja merupakan sumber

pamasok utama, meskipun pilihan terhadap sumber daya energi telah meluas

kepada sumber-sumber yang bersih dan dapat diperbaharui, seperti tenaga

surya, air, ombak dan panas bumi, namun begitupun pertumbuhan pemakaian

energi nuklir tidak dapat diharapkan karena tekanan masyarakat.

Produksi batubara pada tahun 2010 diperkirakan sekitar 153 juta ton,

sedangkan pemakaian dalam negeri pada tahun tersebut adalah 108 juta ton,

sedangkan sisanya 45 juta ton merupakan jumlah yang dapat diekspor. Dari

pembakaran batubara dihasilkan sekitar 5% polutan padat yang berupa abu (fly


ash dan bottom ash), di mana sekitar 10-20% adalah bottom ash dan sekitar 80-

90% fly ash dari total abu yang dihasilkan.

Pada tahun 1999, peranan batubara dalam penyediaan energi nasional baru

mencapai sekitar 12% dan diperkirakan pada tahun 2020 akan mencapai 39,6%.

Sebaliknya, peran BBM secara bertahap terus menurun, peran BBM dalam

penyediaan energi primer masih mencapai 68% pada tahun1992/1993 dan pada

tahun 2020 menjadi 37%. Tabel 1.1 berikut adalah perkiraan kontribusi batubara

dalam energi pembangkit listrik dan energi campur sampai dengan tahun 2020.

Semakin meningkatnya pemakaian batubara, maka beban lingkungan juga akan

semakin berat dan perlu diantisipasi dengan pemakaian teknologi batubara bersih

dan pemanfaatan secara optimal dari limbah batubara (fly ash).

Table 1.1. Perkiraan kontribusi batubara dalam energi pembangkit listrik dan energi campur

Tahun

Batubara untuk listrik

yang dibutuhkan

Batubara untuk

energi campur Keterangan% listrik

keseluruha

Jumlah

(juta ton)

Jumlah

(juta ton)

%

2002 (R) 34,8 19,9 25,6 14,3 Data berdasarkan rencana

ketenaga listrikan

Indonesia (PLN), analisis

FIKTM ITB, Yayasan

Lentera/DPMB yang

diolah kembali,

pertumbuhan permintaan

Energi primer rata-rata

6,9%

Th 2000:544 juta SBM

2005 40 28,1 36,8 16,22010 50 47,7 58,5 18,42015 55 57,0 70,0 17,12020 60 72,0 96,0 19,2

1.2. Batasan Masalah

Pembahasan penelitian ini dibatasi pada :

Bagaimana cara pemanfaatan fly ash

Bagaimana Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis

dari fly ash

apakah fly ash merupakan limbah yang berbahaya atau tidak.


I.3. Maksud dan Tujuan Penelitian

Maksud dari penelitian skripsi ini adalah untuk menerapkan ilmu yang telah

didapatkan di bangku kuliah dalam praktek yang sebenarnya di lapangan kerja.

Diharapkan tercapai kesinambungan antara teori dengan pengalaman kerja yang

didapatkan dari perusahaan serta merupakan salah satu syarat yang

wajib dilaksanakan dalam memenuhi persyaratan Sarjana Strata-1 pada Program

Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, ITM Medan.

Adapun tujuan penelitian ini ialah

Mengetahui cara-cara pemanfaatan fly ash

Mengetahui Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis

dari fly ash

Mengetahui apakah fly ash limbah yang berbahaya atau tidak.

1.4. Lokasi Dan waktu Penelitian

Tahap pengumpulan dan analisis data dalam tugas akhir ini dilaksanakan

selama kurang lebih tiga bulan, yaitu mulai tanggal 1 Desember sampai dengan 27

Maret 2012 yang dilanjutkan dengan penyusunan karya tulis tugas akhir.

Sedangkan untuk pengambilan dan pengolahan data, dilaksanakan di Manunggal

Inti Artamas. Fokus kajian tugas akhir ini yaitu pada lapangan “pit”, Kalimantan

Timur (Gambar 1.1).

Gambar 1.1. lokasi Penelitian


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Fly Ash

Fly ash dan bottom ash merupakan limbah padat yang dihasilkan dari

pembakaran batubara pada pembangkit tenaga listrik. Ada tiga type pembakaran

batubara pada industri listrik yaitu dry bottom boilers, wet-bottom boilers dan

cyclon furnace.

Apabila batubara dibakar dengan type dry bottom boiler, maka kurang lebih

80% dari abu meninggalkan pembakaran sebagai fly ash dan masuk dalam corong

gas. Apabila batubara dibakar dengan wet-bottom boiler sebanyak 50% dari abu

tertinggal di pembakaran dan 50% lainnya masuk dalam corong gas. Pada cyclon

furnace, di mana potongan batubara digunakan sebagai bahan bakar, 70-80 % dari

abu tertahan sebagai boiler slag dan hanya 20-30% meninggalkan pembakaran

sebagai dry ash pada corong gas. Type yang paling umum untuk pembakaran

batubara adalah pembakaran dry bottom seperti dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Type pembakaran dry bottom boiler dengan electrostatic precipitator


Dahulu fly ash diperoleh dari produksi pembakaran batubara secara

sederhana, dengan corong gas dan menyebar ke atmosfer. Hal ini yang

menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan, karena fly ash hasil dari tempat

pembakaran batubara dibuang sebagai timbunan. Fly ash dan bottom ash ini

terdapat dalam jumlah yang cukup besar, sehingga memerlukan pengelolaan

agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, atau

perairan, dan penurunan kualitas ekosistem.

Salah satu penanganan lingkungan yang dapat diterapkan adalah

memanfaatkan limbah fly ash untuk keperluan bahan bangunan teknik sipil,

namun hasil pemanfaatan tersebut belum dapat dimasyarakatkan secara optimal,

karena berdasarkan PP. No.85 tahun 1999 tentang pengelolaan limbah bahan

berbahaya dan beracun (B3), fly ash dan bottom ash dikategorikan sebagai

limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan

mengalami pelindihan secara alami dan mencemari lingkungan. Yang dimaksud

dengan bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah sisa suatu usaha dan atau

kegiatan yang mengandung bahan berbahaya beracun yang karena sifat dan

atau konsentrasinya dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak

langsung, dapat mencemarkan dan atau merusakkan lingkungan hidup, dan atau

dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup

manusia serta makhluk hidup lain.

Pasal 2 Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 18 tahun 1999 tentang

Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun menyebutkan bahwa

pengelolaan limbah B3 bertujuan untuk mencegah dan menanggulangi

pencemaran dan atau kerusakan lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah

B3 serta melakukan pemulihan kualitas lingkungan yang dapat tercemar

sehingga sesuai fungsinya kembali

Pasal 3 menyebutkan bahwa setiap orang yang melakukan usaha dan atau

kegiatan yang menghasilkan limbah B3, dilarang membuang limbah B3 yang

dihasilkannya itu secara langsung kedalam media lingkungan hidup, tanpa

pengolahan terlebih dahulu. Sedangkan Pasal 7 Ayat 2 menyebutkan bahwa

daftar limbah dengan kode limbah D220, D221, D222 dan D223 dapat dinyatakan

sebagai limbah B3 setelah dilakukan uji Toxicity Characteristic Leaching


Procedure (TCLP) dan atau uji karakteristik. Di mana dalam daftar limbah B3

dari sumber yang spesifik fly ash dengan kode limbah D223.

Tabel 2.1. spesifik fly ash dengan kode limbah

Kode

limbah

Jenis

Industrri

kegiatan

Kode

Kegiatan

Sumber

Pencemaran

Asal / Uraian

Limbah

Pencemaran

Utama

D223 PLTU

yang

menggu

nakan bahan

bakar

batubara

4010 * Pembakaran

Batubara yang

digunakan

untuk

Pembangkit

Listrik

*Fly ash

*Bottom Ash

(yang memiliki

kontaminan

Di atas standar

dan memiliki

karakteristik

limbah B3)

*Logam berat

*Bahan Organik

(PNAPolynucle

ar aromatics)

Berdasarkan kondisi tersebut di atas, penelitian toxisitas abu batubara

dilaksanakan secara menyeluruh dengan tujuan melihat lebih jauh pengaruh

pemanfaatan abu batubara tersebut untuk kehidupan mahluk hidup dengan

pendekatan secara biologi. Contoh abu limbah yang digunakan dalam penelitian

ini berasal dari PLTU yang berada di Sumatera dan Kalimantan

Setelah melalui tahapan-tahapan dalam penelitian tersebut didapat kesimpulan

bahwa keseluruhan uji hayati contoh abu batubara tersebut terhadap kutu air,

ikan mas dan mencit memberikan hasil bahwa bahan-bahan uji tersebut relatif

tidak berbahaya bagi mahluk hidup.

2.2. Proses Pembentukan Batu Bara

Pada awalnya, batu bara merupakan tumbuh-tumbuhan pada zaman

prasejarah, yang berakumulasi di rawa dan lahan gambut. Kemudian, karena

adanya pergeseran pada kerak bumi (tektonik), rawa dan lahan gambut tersebut

lalu terkubur hingga mencapai kedalaman ratusan meter. Selanjutnya, material

tumbuh-tumbuhan yang terkubur tersebut mengalami proses fisika dan kimiawi,

sebagai akibat adanya tekanan dan suhu yang tinggi. Proses perubahan tersebut,

kemudian menghasilkan batu bara yang kita kenal sekarang ini.


Setiap batu bara yang dihasilkan, memiliki mutu (dilihat dari tingkat

kelembaban, kandungan karbon, dan energi yang dihasilkan) yang berbeda-beda.

Pengaruh suhu, tekanan, dan lama waktu pembentukan (disebut maturitas

organik), menjadi faktor penting bagi mutu batu bara yang dihasilkan.

2.3. Jenis-Jenis Batu Bara

Seperti yang sudah dijelaskan pada bagian sebelumnya, mutu setiap batu bara

akan ditentukan oleh faktor suhu, tekanan, serta lama waktu pembentukan.

Kesemua faktor tersebut, kemudian dikenal dengan istilah maturitas organik.

Semakin tinggi maturitas organiknya, maka semakin bagus mutu batu bara yang

dihasilkan, begitu juga sebaliknya. Berdasarkan hal tersebut, maka kita dapat

mengidentifikasikan batu bara menjadi 2 golongan, yaitu :

Batu bara dengan mutu rendah.

Batu bara pada golongan ini memiliki tingkat kelembaban yang tinggi, serta

kandungan karbon dan energi yang rendah. Biasanya batu bara pada golongan ini

memiliki tekstur yang lembut, mudah rapuh, serta berwarna suram seperti tanah.

Jenis batu bara pada golongan ini diantaranya lignite (batu bara muda) dan sub-

bitumen

Batu bara dengan mutu tinggi.

Batu bara pada golongan ini memiliki tingkat kelembaban yang rendah, serta

kandungan karbon dan energi yang tinggi. Biasanya batu bara pada golongan ini

memiliki tekstur yang keras, materi kuat, serta berwarna hitam cemerlang. Jenis

batu bara pada golongan ini diantaranya bitumen dan antrasit.

2.4. Letak Batu Bara

Beberapa penelitian mengatakan, ada lebih dari 984 ton cadangan batu bara

yang tersebar di seluruh dunia. Batu bara sendiri dapat ditemukan di lebih dari 70

negara, dengan cadangan terbesar di AS, Rusia, Cina, dan India.

Batu bara dapat ditemukan dengan melalui beberapa kegiatan. Kegiatan-

kegiatan tersebut diantaranya membuat peta geologi, survei geokimia dan

geofisika, yang pada akhirnya dilanjutkan dengan pengeboran ekplorasi. Akan

tetapi, proses-proses tersebut tidak langsung menjadikan suatu daerah sebagai


tempat penambangan batu bara. Faktor ketersediaan batu bara serta mutu yang

didapat, menjadi penentu dalam membuat daerah penambangan.

2.5. Penambangan Batu Bara

Proses penambangan batu bara sangat ditentukan oleh unsur geologi endapan

batu bara. pada umumnya, terdapat 2 proses penambangan batu bara, yaitu :

Tambang bawah tanah/dalam

Ada 2 metode penambangan bawah tanah, yaitu metode room-and-pillar dan

tambang longwall.

Pada tambang room-and-pillar, endapan batu bara ditambang dengan

memotong jaringan ‘ruang’ ke dalam lapisan batu bara dan membiarkan ‘pilar’

batu bara untuk menyangga atap tambang. Pada metode ini, penambangan batu

bara juga dapat dilakukan dengan cara yang disebut retreat mining (penambangan

mundur), dimana batu bara diambil dari pilar-pilar tersebut pada saat para

penambang kembali ke atas. Atap tambang kemudian dibiarkan ambruk dan

tambang tersebut ditinggalkan.

Tambang longwall mencakup penambangan batu bara secara penuh dari suatu

bagian lapisan atau ‘muka’ dengan menggunakan gunting-gunting mekanis.

Penambangan dengan metode ini, membutuhkan penelitian geologi yang

mendukung serta perencanaan yang hati-hati, sebelum memulai penambangan.

Setelah batu bara diambil dari daerah tersebut, atap tambang kemudian dibiarkan

ambruk.

Keuntungan utama dari tambang room–and-pillar daripada tambang longwall

adalah, tambang room-and-pillar dapat mulai memproduksi batu bara jauh lebih

cepat, dengan menggunakan biaya penyediaan peralatan bergerak kurang dari 5

juta dolar (peralatan tambang longwall dapat mencapai 50 juta dolar).

Tambang terbuka/permukaan

Tambang terbuka-juga disebut tambang permukaan-hanya memiliki nilai

ekonomis apabila lapisan batu bara berada dekat dengan permukaan tanah.

Metode tambang terbuka juga memberikan keuntungan yang lebih besar dari

tambang bawah tanah, karena seluruh lapisan batu bara dapat dieksploitasi (90%

atau lebih dari batu bara dapat diambil). Tambang terbuka yang besar dapat


meliputi daerah berkilo-kilo meter persegi dan menggunakan banyak alat yang

besar, termasuk dragline (katrol penarik), yang memindahkan batuan permukaan,

power shovel (sekop hidrolik), truk-truk besar yang mengangkut batuan

permukaan dan batu bara, bucket wheel excavator (mobil penggali serok),dan ban

berjalan.

Batuan permukaan yang terdiri dari tanah dan batuan dipisahkan pertama kali

dengan bahan peledak. Batuan permukaan tersebut kemudian diangkut dengan

menggunakan katrol penarik atau dengan sekop dan truk. Setelah lapisan batu

bara terlihat, lapisan batu bara tersebut digali dan dipecahkan kemudian

ditambang secara sistematis dalam bentuk jalur-jalur. Kemudian batu bara dimuat

ke dalam truk besar atau ban berjalan untuk diangkut ke pabrik pengolahan batu

bara atau langsung ke tempat dimana batu bara tersebut akan digunakan.

2.6. Pengolahan Batu Bara

Setelah dilakukan penambangan, batu bara kemudian diolah untuk

memisahkannya dari kandungan yang tidak diinginkan, sehingga mendapatkan

mutu yang baik dan konsisten. Biasanya pengolahan ini (disebut coal washing

atau coal benefication) ditujukan pada batu bara yang diambil dari bawah tanah

(ROM coal). Proses pengolahannya sendiri bisa berbagai macam, tergantung dari

tingkat campuran dan tujuan penggunaan batu bara.

Untuk menghilangkan kandungan campuran, batu bara tertambang mentah

dipecahkan dan kemudian dipisahkan ke dalam pecahan dalam berbagai ukuran.

Pecahan-pecahan yang lebih besar biasanya diolah dengan menggunakan metode

‘pemisahan media padatan. Dalam proses tersebut, batu bara dipisahkan dari

kandungan campuran lainnya dengan diapungkan dalam suatu tangki berisi cairan

dengan gravitasi tertentu, biasanya suatu bahan berbentuk mangnetit tanah halus.

Setelah batu bara menjadi ringan, batu bara tersebut akan mengapung dan dapat

dipisahkan, sementara batuan dan kandungan campuran lainnya yang lebih berat

akan tenggelam dan dibuang sebagai limbah.


2.7. Pengangkutan Batu Bara

Metode pengangkutan batu bara dari tambang menuju tempat

penggunaannya, ditentukan dari jarak yang harus ditempuh dalam penngangkutan

tersebut. Untuk jarak dekat, batu bara umumnya diangkut dengan menggunakan

ban berjalan atau truk. Untuk jarak yang lebih jauh di dalam pasar dalam negeri,

batu bara diangkut dengan menggunakan kereta api atau tongkang. Pada beberapa

kasus, batu bara tersebut diangkut melalui jaringan pipa (sebelumnya dicampur

dengan air untuk membentuk bubur batu).

Kapal laut umumnya digunakan untuk pengakutan internasional dalam ukuran

berkisar dari Handymax (40-60,000 DWT), Panamax (about 60-80,000 DWT)

sampai kapal berukuran Capesize (sekitar lebih dari 80,000 DWT).


BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metode yang digunakan adalah pemetaan distribusi reservoar secara

vertikal dan lateral dengan mengintegrasikan data log sumur dan data inti batuan

dengan pendekatan sikuen stratigrafi.

Untuk mencapai tujuan yang telah ditentukan, maka dilakukan empat

tahap utama dalam penelitian ini, meliputi tahap pendahuluan, tahap

pengumpulan data, tahap pengolahan dan analisis data, dan tahap penyusunan

laporan.

3.1. Tahap Pendahuluan

Tahap pendahuluan ini adalah merupakan tahap persiapan yang dilakukan

penulis sebelum melakukan penelitian atau analisis data. Pada tahap pendahuluan

hal-hal yang dilakukan antara lain :

1. Penyusunan proposal penelitian serta kelengkapan administrasi

Pada tahap ini dilakukan dengan maksud melihat kesiapan mahasiswa sebelum

melakukan penelitian dan sesuai dengan peraturan atau ketentuan yang telah

dibuat oleh Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut

Teknologi Medan

2. Kajian pustaka

Kegiatan ini dimaksudkan untuk memperoleh informasi dan gambaran geologi

daerah penelitian. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan gambaran secara

regional maupun lokal keadaan geologi daerah secara umum. Termasuk

pengumpulan dan pembahasan literatur-literatur Lapangan “pit” terdahulu.

3. Pengumpulan data yang akan dianalisis

Pengumpulan data berupa data sumur, data inti batuan, maupun data lain

yang menunjang penelitian.

3.2. Sumber Data

Data yang digunakan dalam melakukan peneletian meliputi data primer

dan data sekunder. Adapun data primer meliputi :


Data log sumur digunakan untuk studi sikuen stratigrafi, analisis fasies dan

perhitungan petrofisik yang dikombinasikan dengan hasil analisis fasies dan

hasil analisis proximate yang berupa perhitungan kandungan ash, fixed carbon,

moisture dan volatile matter dari data inti bor.

Sedangkan untuk data sekunder meliputi :

Penelitian terdahulu tentang geologi regional Cekungan Kutai dan Lapangan

Mutiara

Data diskripsi dan analisis inti bor untuk identifikasi fasies pengendapan,

lingkungan pengendapan, analisis volume Ash, Fixed Carbon, Moisture, dan

Volatile matter.

3.3. Pengolahan dan Analisis Data

Pada tahapan ini dilakukan analisis geometri dan kualitas reservoar.

Reservoar yang menjadi target penelitian adalah reservoar seam CBM 2 pada

Formasi Balikpapan.

Perangkat lunak pendukung yang digunakan yaitu :

a.Elan digunakan untuk analisis tiap sumur, antar sumur dan kalibrasi data core

dan data log sumur.

b.Petrel digunakan untuk membuat korelasi data log sumur, pembuatan model

pengendapan batubara dan non batubara, dan model penyebaran parameter-

parameter petrofisik batubara.

Tahapan ini secara garis besar mencakup beberapa tahap pengerjaan, yaitu:

a.Analisis data log sumur dan data batuan inti serta perhitungan parameter

petrofisik.

b.Korelasi antar sumur secara detil dan terbatas berdasarkan fasies pengendapan.

c.Pembuatan model fasies pengendapan batubara dan model penyebaran

parameter-parameter petrofisik batubara.

3.4. Penulisan Laporan

Tahap akhir dari penelitian ini adalah penyajian data dan hasil akhir dari

penelitian yang dituangkan dalam bentuk tulisan dan gambar. Tulisan dan gambar

tersebut diintegrasikan dalam bentuk laporan skripsi.


Gambar 3.1. Diagram alir penelitian


BAB IV

TINJAUAN GEOLOGI

4.1. Geologi Regional Cekungan Kutai

Cekungan Kutai dibatasi oleh Paternoster platform, Barito Basin, dan

Pegunungan Meratus ke selatan, dengan Schwaner Blok ke barat daya, lalu

Tinggian Mangkalihat di sebelah utara-timur laut, dan Central Kalimantan

Mountains (Moss dan Chambers, 1999) untuk barat dan utara (Gambar 3.1).

Cekungan Kutai memiliki sejarah yang kompleks (Moss et al., 1997), dan

merupakan satu-satunya cekungan Indonesia yang telah berevolusi dari internal

rifting fracture/foreland basin ke marginal-sag. Sebagian besar produk awal

pengisi Cekungan Kutai telah terbalik dan diekspos (Satyana et al., 1999), pada

Miosen Tengah sampai Miosen Akhir sebagai akibat dari terjadinya

tumbukan/kolusi block Micro Continent. Dari peristiwa ini menyebabkan adanya

pengangkatan cekungan, perubahan sumbu antiklin dan erosi permukaan yang

mengontrol sedimentasi pada Delta Mahakam. Delta Mahakam terbentuk di mulut

sungai Mahakam sebelah timur pesisir pulau Kalimantan. Dengan garis pantainya

berorientasi arah NE-SW dan dibatasi oleh Selat Makasar, selat yang memisahkan

pulau Kalimantan dan Sulawesi.

Gambar 4.1 Peta Regional Cekungan Kutei (modifikasi dari Paterson et al, 1997 dalam Mora

2000)


4.1.1. Tatanan Tectonic Cekungan Kutai

Tatanan tectonic cekungan kutai dapat diringkas sebagai berikut (Gambar

4.2). Awal Synrift (Paleosen ke Awal Eosen): Sedimen tahap ini terdiri dari

sedimen aluvial mengisi topografi NE-SW dan NNE-SSW hasil dari trend rifting

di Cekungan Kutai darat. Mereka menimpa di atas basemen kompresi Kapur akhir

sampai awal Tersier berupa laut dalam sekuen.

Akhir Synrift (Tengah sampai Akhir Eosen): Selama periode ini, sebuah

transgresi besar terjadi di Cekungan Kutai, sebagian terkait dengan rifting di Selat

Makassar, dan terakumulasinya shale bathial sisipan sand.

Awal Postrift (Oligosen ke Awal Miosen) Selama periode ini, kondisi

bathial terus mendominasi dan beberapa ribu meter didominasi oleh akumulasi

shale. Di daerah structural shallow area platform karbonat berkembang

Akhir Postrift (Miosen Tengah ke Kuarter): Dari Miosen Tengah dan

seterusnya sequence delta prograded secara major berkembang terus ke laut

dalam Selat Makassar, membentuk sequence.

Delta Mahakam, yang merupakan bagian utama pembawa hidrokarbon

pada cekungan. Berbagai jenis pengendapan delta on dan offshore berkembang

pada formasi Balikpapan dan Kampungbaru, termasuk juga fasies slope laut

dalam dan fasies dasar cekungan. Dan juga hadir batuan induk dan reservoir yang

sangat baik dengan interbedded sealing shale. Setelah periode ini, proses erosi

ulang sangat besar terjadi pada bagian sekuen Kutai synrift.

Gambar 4.2. Tectonic Setting Cekungan Kutai (Mora et al 2003)


4.1.2. Struktur Geologi Regional Cekungan Kutai

Seperti halnya beberapa cekungan di Asia Tenggara lainnya, half graben

terbentuk selama Eosen sebagai akibat dari fase ekstensional atau

pemekaran regional (Allen dan Chambers, 1998). Pemekaran ini merupakan

manifestasi tumbukan sub lempeng Benua India dengan lempeng Benua Asia

yang memacu pemekaran di sepanjang rangkaian strike-slip fault dengan arah

baratlaut-tenggara (NW-SE) yang merupakan reaktifasi struktur sebelumnya,

yaitu sesar Adang- Lupar dan sesar Mangkalihat.

Cekungan ini mulai terisi endapan sedimen transgresif pada kala

Eosen Akhir hingga Oligosen. Kemudian diikuti oleh sekuen regresif pada

kala Miosen Awal yang merupakan inisiasi kompleks Delta Mahakam saat ini.

Proses progadasi Delta Mahakam meningkat dengan sangat signifikan pada kala

Miosen Tengah, yaitu ketika tinggian Kuching di bagian Barat terangkat dan

inversi pertama terjadi. Progradasi tersebut masih berlangsung hingga saat ini.

Inversi Kedua terjadi pada masa Mio-Pliosen, ketika bagian lempeng Sula-

Banggai menabrak Sulawesi dan menghasilkan mega shear Palu-Koro.

Pembentukan dan perkembangan struktur utama yang mengontrol sub

Cekungan Kutai Bawah erat kaitannya dengan proses tektonik Inversi Kedua,

yaitu struktur-struktur geologi dengan pola kelurusan arah timurlaut-baratdaya

(NNE- SSW). Menurut Allen dan Chambers, (1998) pola ini dapat terlihat pada

struktur umum yang tersingkap di Cekungan Kutai saat ini, yaitu berupa jalur

sesar-sesar anjakan dan kompleks rangkaian antiklin/antiklinorium.

Perkembangan struktur lainnya adalah pola kelurusan berarah

baratlauttenggara (NW-SE), berupa sesar-sesar normal yang merupakan

manifestasi pelepasan gaya utama yang terbentuk sebelumnya. Sesar-sesar ini

terutama berada di bagian utara cekungan, memotong sedimen berumur Miosen

Tengah dan bagian lain yang berumur lebih tua

4.1.3. Struktur Geologi Daerah Telitian

Struktur geologi yang berkembang di daerah telitian adalah perlipatan

antiklin. Perlipatan antiklin ini berarah relatif utara timur laut-selatan barat daya,

hal tersebut dapat diketahui berdasarkan dari kenampakan pada peta geologi


daerah telitian (Gambar 4.3), serta laporan internal VICO indonesia. Pola-pola

struktur yang berkembang pada daerah telitian mengikuti pola struktur Cekungan

Kutai yaitu pola anticlinorium yang berarah relatif utara timur laut-selatan barat

daya. Struktur pada daerah telitian dikontrol oleh gaya kompresi pada Cekungan

Kutai yang berhubungan dengan pemekaran lantai samudra (sea floor spreading)

di selat Makasar pada akhir Tersier.

Gambar 4.3. Peta Geologi Daerah Telitian (dalam Laporan Internal VICO Indonesia)

4.2. Stratigrafi Regional Cekungan Kutai

Satyana et all, 1999 dalam An Outline Of The Geology Of Indonesia, 2001

melakukan penelitian dan menyusun stratigrafi Cekungan Kutai dari tua ke muda

sebagai berikut :

1. Formasi Beriun

Formasi Beriun terdiri dari batulempung, selang seling batupasir dan

batugamping. Formasi Beriun berumur Eosen Tengah-Eosen Akhir dan

diendapkan dalam lingkungan fluviatil hingga litoral.

2. Formasi Atan

Diatas Formasi Beriun terendapkan Formasi Atan yang merupakan hasil dari

pengendapan setelah terjadi penurunan cekungan dan pengendapan pada

Formasi Beriun. Formasi Atan terdiri dari batugamping dan batupasir kuarsa.

Formasi Atan berumur Oligosen Awal.


3. Formasi Marah

Formasi Marah Diendapakan secara selaras diatas Formasi Atan. Formasi Marah

terdiri dari batulempung, batupasir kuarsa dan batugamping berumur Oligosen

Akhir.

4. Formasi Pamaluan

Diendapkan pada kala Miosen Awal hingga Miosen Akhir di lingkungan neritik,

dengan ciri litologi batulempung, serpih, batugamping, batulanau dan sisipan

batupasir kuarsa. Formasi ini diendapkan dalam lingkungan delta hingga litoral.

5. Formasi Bebulu

Diendapkan pada kala Miosen Awal hingga Miosen Tengah di lingkungan neritik.

Ciri litologi Formasi Bebulu adalah batugamping.

6. Formasi Pulubalang

Formasi Pulubalang diendapkan selaras di atas Formasi Pamaluan, terdiri dari atas

selang-seling pasir lanauan dengan disipan batugamping tipis dan batulempung.

Umur dari formasi ini adalah Miosen Tengah dan diendapkan pada lingkungan

sub litoral, kadang-kadang dipengaruhi oleh marine influx. Formasi ini

mempunyai hubungan menjari dengan Formasi Bebulu yang tersusun oleh

batugamping pasiran dengan serpih.

7. Formasi Balikpapan

Formasi Balikpapan diendapkan secara selaras di atas Formasi Pulubalang.

Formasi ini terdiri dari selang seling antara batulempung dan batupasir

dengan sisipan batubara dan batugamping di bagian bawah. Data pemboran yang

pernah dilakukan di Cekungan Kutai membuktikan bahwa Formasi Balikpapan

diendapkan dengan sistem delta, pada delta plain hingga delta front. Umur

formasi ini Miosen Tengah-Miosen Akhir.

8. Formasi Kampungbaru

Formasi Kampung Baru ini berumur Mio-Pliosen, terletak di atas Formasi

Balikpapan, terdiri dari selang-seling batupasir, batulempung dan batubara

dengan disipan batugamping tipis sebagai marine influx. Lingkungan

pengendapan formasi ini adalah delta.


9. Formasi Mahakam

Formasi Mahakam terbentuk pada kala Pleistosen-sekarang. Proses

pengendapannya masih berlangsung hingga saat ini, dengan ciri litologi material

lepas berukuran lempung hingga pasir halus.

Tabel 4.1 Kolom Stratigrafi Cekungan Kutai (Satyana et all. 1999)

4.2.1. Stratigrafi Daerah Telitian

Secara regional, daerah penelitian termasuk pada Formasi Balikpapan.

Formasi Balikpapan terdiri dari beberapa formasi, yaitu Formasi Mentawir,


Formasi Maruat, dan Formasi Klandasan. Formasi Balikpapan diendapkan pada

Kala Miosen tengah.

Pada derah telitian ini terdapat Formasi Balikpapan tersusun atas

litologi dominan batupasir yang berselingan dengan litologi batulempung dan

perlapisan batubara ( Tabel 3.2.).

Tabel 4.2 Kolom Stratigrafi Daerah Telitian (Penulis)


BAB V

HASIL PENELITIAN & PEMBAHASAN

Berdasarkan metode penelitian yang telah dikemukakan sebelumnya,

analisis analisis lingkungan pengendapan, analisis geometri seam, analisis

petrofisik dan analisis penyebaran parameter petrofisik berdasarkan berdasarkan

data core dan data wireline log dari delapan sumur. Penelitian ini difokuskan

pada formasi lapisan batubara seam CBM 2 yang berperan sebagai reservoar.

5.1. Analisis Lingkungan Pengendapan

Analisis lingkungan pengendapan batubara seam CBM2 menurut model

Horne, 1987 adalah lingkungan pengendapan Transitional Lower Delta Plain hal

ini ditunjukan juga dengan keberadaan batubara seam CBM2 yang tebalnya dapat

mencapai lebih dari 10 m di daerah telitian dan juga dapat ditunjukan dengan

adanya pola log sumur yang sesuai dengan pola yang ada pada lingkungan

pengendapan Transitional Lower Delta Plain menurut Horne, 1987 (Gambar).

Disamping itu seam CBM ini memiliki kandungan sulfur agak rendah dan

dibeberapa daerah terdapat spliting.

Gambar 5.1. Lingkungan Pengendapan Seam CBM 2 menurut Horne, 1978

Penulis melakukan analisis lingkungan pengendapan meurut model Horne,

1978 dengan cara mengidentifikasi pola-pola dari log sumur pada seam CBM 2.

Pada log sumur tersebut penulis mengidentifikasikan bahwa seam CBM 2

termasuk dalam lingkungan pengendapan transitional lower delta plain. Karena


pada log sumur menunjukkan pola menghalus keatas yang menunjukkan adanya

endapan channel, swamp, interdistributary bay, dan creavasse splay.

Gambar 5.2. Identifikasi pola log sumur X201 berdasarkan model Horne 1978

Gambar 5.3. Identifikasi pola log sumur X71 berdasarkan model Horne 1978

Gambar 5.4. Identifikasi pola log sumur X60 dengan menggunakan model Horne 1978


Analisis lingkungan pengendapan batubara seam CBM 2 menurut Allen,1998

ini dilakukan dengan membuat korelasi stratigrafi. Pada korelasi stratigrafi

penulis menggunakan datum maximum flooding surface. Penulis memilih datum

tersebut karena maximum flooding surface adalah marine flooding surface

yang terbentuk pada waktu transgresi maksimum. Dimana maximum flooding

surface dapat menjadi batas antara proses pengendapan yang satu dengan yang

lainnya. Dari analisis lingkungan pengendapan menurut Allen, 1998

didapatkan hasil seam CBM2 termasuk dalam lingkungan pengendapan Delta

plain Hal ini ditunjukkan pada korelasi stratigrafi dimana adanya endapan

distributary channel yang berasosiasi dengan seam CBM2.

Gambar 5.5. Model Lingkungan Pengendapan Menurut Allen (1998)

Gambar 5.6. Korelasi Stratigrafi

Dari korelasi startigrafi tersebut maka penulis dapat melihat analisis elektrofasies

dari log gamma ray. analisis tersebut dapat digunakan dalam mengidentifikasi

lingkungan pengendapan seam CBM 2. Beberapa contoh identifikasi

analisis elektrofasies sebagai berikut : (Gambar 6.1.8, 6.1.9, 6.1.10). Pada

analisis elektrofasies ini didapatkan terdapat pola log berupa Cylindricall shape

yang cenderung menghalus keatas (finning upward) yang dapat diidentifikasikan

sebagai fasies distributary channel, kemudian terdapat juga pola log berupa

bell shape yang cenderung menghalus ke arah atas (finning upward)


yang diidentifikasikan sebagai faseis interdistibutary channel dan swamp.

Berdasarkan analisis elektrofasies maka didapatkan bahwa seam CBM 2 memiliki

lingkungan pengendapan delta plain.

Gambar 5.7. Analisis Elektrofasies Pada Sumur X201

5.2. Analisis Geometri Batubara

Analisis geometri seam CBM 2 dilakukan dengan metode pembuatan peta

ketebalan batubara. Dari hasil pembuatan peta ketebalan dan peta kedalaman

batubara dapat diketahui ketebalan batubara seam CBM 2 pada daerah telitian

sekitar 5 – 35 ft. Selain itu penulis dapat mengidentifikasi arah pengendapan seam

CBM 2, yaitu Barat Laut – Tenggara hal tersebut dapat terlihat dari arah garis

konur pada peta ketabalan batubara. Disamping itu penulis dapat

mengidentifikasikan bahwa seam CBM 2 ini semakin menebal ke arah tenggara

dan menipis kearah barat laut hal tersebut terjadi karena dipengaruhi oleh

lingkungan pengendapan. Berdasarkan hasil overlay (Gambar 6.2.3) dari peta

ketebalan dan peta kedalaman batubara dapat diketahui beberapa daerah prospek

yaitu berada di kedalaman sekitar 4000 hingga 4400 ft dengan ketebalan

batubara mencapai 35 ft atau 11.67 m.

Gambar 5.8. Peta fasies batubara seam CBM 2


5.3. Pemanfaatan Fly Ash

Walaupun fly ash dapat digunakan dalam bentuk kering atau basah, fly

ash biasanya di simpan dalam kondisi kering. Kira-kira 15 sampai 30% air dapat

ditambahkan pada fly ash. Berikut dibahas kontribusi fly ash pada pemakaian

portland cement, batu bata, beton ringan, material konstruksi jalan, material

pekerjaan tanah, campuran grouting, stabilisasi tanah untuk konstruksi jalan

maupun stabilisasi tanah untuk tanah-tanah yang bermasalah di Indonesia.

A. Portland Cement

Fly ash digunakan untuk pengganti portland cement pada beton karena

mempunyai sifat pozzolanic. Sebagai pozzoland sangat besar meningkatkan

strength, durabilitas dari beton. Penggunaan fly ash dapat dikatakan sebagai

faktor kunci pada pemeliharaan beton tersebut.

Penggunaan fly ash sebagai pengganti sebagian berat semen pada umumnya

terbatas pada fly ash kelas F. Fly ash tersebut dapat menggantikan semen

sampai 30% berat semen yang dipergunakan dan dapat menambah daya tahan

dan ketahanan terhadap bahan kimia. Baru baru ini telah dikembangkan

penggunaan penggantian portland cement dengan prosentase volume fly ash yang

tinggi (50%) pada perencanaan campuran beton, bahkan untuk ”Roller

Compacted Concrete Dam” penggantian tersebut mencapai 70 % telah dicapai

dengan Pozzocrete (fly ash yang diproses) pada ”The Ghatghar Dam Project” di

Maharashtra India. Fly ash juga dapat meningkatkan workability dari semen

dengan berkurangnya pemakaian air. Produksi semen dunia pada tahun

2010 diperkirakan mencapai 2 milyard ton, di mana penggantian dengan fly ash

dapat mengurangi emisi gas carbon secara dramatis.

B. Batu Bata

Batu bata dari ash telah digunakan untuk konstruksi rumah di Windhoek,

Nambia sejak tahun 1970, akan tetapi batu bata tersebut akan cenderung untuk

gagal atau menghasilkan bentuk yang tidak teratur. Hal ini terjadi ketika batu bata

tersebut kontak dengan air dan reaksi kimia yang terjadi menyebabkan batu bata

tersebut memuai.

Pada Mei 2007, Henry Liu dari Amerika mengumumkan bahwa dia

menemukan sesuatu yang baru terdiri dari fly ash dan air. Dipadatkan pada


4000 psi dan diperam 24 jam pada temperatur 668°C steam bath, kemudian

dikeraskan dengan bahan air entrainment, batu bata berakhir untuk lebih dari 100

freeze-thaw cycle. Metode pembuatan batu bata ini dapat dikatakan menghemat

energi, mengurangi polusi mercuri dan biayanya 20% lebih hemat dari

pembuatan batu bata tradisional dari lempung. Batu bata dari fly ash kelas C dan

di press dengan mesin Baldwin Hydraulic dapat dilihat pada Gambar 5.a,

sedangkan Gambar 5.b menunjukkan bermacam bentuk dan warna batu bata dari

fly ash

Gambar 5.9. Batu bata dari fly ash kelas C

Gambar 5.10. Variasi Bentuk dan Warna Batu Bata dari Fly Ash

C. Beton Ringan

Beton ringan dapat diproduksi langsung di tempat proyek, menggunakan

peralatan dan mould seperti beton konvensional. Density yang direkomendasikan

1.000 kg/m³ (kering oven) Tipikal campuran untuk menghasilkan 1 m3 dengan

density 1.000 kg/m³) adalah sebagai berikut:

- Cement (Portland): 190 kg = 61 liters


- Sand (0 - 2 mm or finer): 430 kg = 164 liters

- Fly-Ash: 309 kg = 100 liters (approx)

- Air: 250 kg = 250 liters

- Foam (neopor-600): 423 liters

- Wet density 1.179 kg/m3

Gambar 5.11. Produksi beton ringan di lapangan, dengan special desain molds untuk density

1.000 kg/m3,

D. Material Konstruksi Jalan

Fly ash kelas F dan kelas C keduanya dapat digunakan sebagai mineral filler

untuk pengisi void dan memberikan kontak point antara partikel agregat yang

lebih besar pada campuran aspalt concrete. Aplikasi ini digunakan sebagai

pengganti portland cement atau hydrated lime. Untuk penggunaan perkerasan

aspal, fly ash harus memenuhi spesifikasi filler mineral yang ada di ASTM. Sifat

hydrophobic dari fly ash memberikan daya tahan yang lebih baik untuk

perkerasan dan tahan terhadap stripping. Fly ash juga dapat meningkatkan

stiffness dari matrix aspalt, meningkatkan daya tahan terhadap rutting dan

meningkatkan durability campuran. Aplikasi fly ash untuk konstruksi jalan

dapat dilihat pada

Gambar 5.12. Aplikasi Fly Ash untuk Konstruksi Jalan


E. Material Pekerjaan Tanah

Fly ash dapat efektif digunakan untuk bahan timbunan (embankment) atau

bahan perkuatan. Fly ash mempunyai koefisien keseragaman yang besar,

terdiri dari partikel ukuran lanau. Sifat-sifat teknik yang akan mempengaruhi

penggunaan fly ash pada embankment adalah termasuk distribusi butiran,

karakteristik pemadatan, shear strength, compressibility dan permeability. Hampir

semua Fly ash yang digunakan untuk embankment adalah fly ash kelas F. adalah

Approach embankment pada soft soil

Gambar 5.13. Approach embankment pada soft soil.

F. Grouting

Fly ash ditambahkan pada grouting dengan semen untuk meningkatkan

kemudahan pencampuran, mengurangi biaya, dan meningkatkan daya tahan

terhadap sulfat.

G. Stabilisasi Tanah

Hasil penelitian dengan simulasi rainfall runoff yang dilakukan oleh Paul

Bloom dan Hero Gollany yang bertujuan untuk mengevaluasi potensi pelepasan

bahan inorganik termasuk mercury dan arsenic di lingkungan daerah stabilisasi

tanah dengan fly ash, menunjukkan bahwa runoff untuk stabilisasi tanah dengan

fly ash memberikan jumlah endapan yang paling sedikit dibandingkan dengan

stabilisasi tanah dengan kapur dan tanah tanpa distabilisasi.


Gambar 5.14. Hasil simulasi rainfall runoff untuk tanah (parent soil), stabilisasi tanah dengan fly

ash dan stabilisasi tanah dengan kapur.

5.4. Penelitian Stabilisasi Tanah Dengan Fly Ash

Berangkat dari kenyataan banyaknya kasus tanah-tanah yang secara teknis

bermasalah yang tidak saja dijumpai di Indonesia tetapi juga dibelahan bumi

lainnya, serta mengingat kecenderungan melimpahnya limbah batubara (fly ash)

yang belum optimal dimanfaatkan, sehingga menjadi problem lingkungan yang

cukup serius kedepannya, timbul pemikiran saya untuk melakukan penelitian

pemanfaatan fly ash untuk stabilisasi tanah untuk tanah- tanah yang secara teknik

bermasalah. Hasil penelitian tentang perilaku stabilisasi tanah subgrade dengan

menggunakan 2% semen + 4% fly ash dengan repeated (cyclic) loading

akan disajikan pada uraian dibawah ini.

Kebutuhan batubara untuk listrik pada tahun 2010 sebesar 47,7 juta ton dan

untuk kebutuhan energi campur sebesar 58,5 juta ton, sehingga akan dihasilkan

fly ash dan bottom ash sebesar 5% x 58,5 juta ton per tahun tidak termasuk fly

ash dan bottom ash hasil dari PLTU baru seperti di Rembang, Cilacap, serta

dari industri yang baru. Berarti penghasilan fly ash sekitar 15.000 ton per

hari. Pemanfaatan limbah batubara tersebut akan sangat membantu program

pemerintah dalam mengatasi pencemaran lingkungan sekaligus sebagai bahan

stabilisasi tanah untuk konstruksi jalan pada tanah- tanah yang secara teknis

bermasalah maupun keperluan lain dibidang teknik.

Sebelumnya telah dilakukan penelitian penggunaan campuran semen dan


fly ash untuk stabilisasi tanah oleh sejumlah peneliti 9,16,19 sebagai pengganti

pemakaian semen saja (yang menimbulkan retak-retak), akan tetapi penggunaan

bahan aditif tersebut (semen + fly ash) yang digunakan relatif sangat tinggi (lebih

15% dari berat kering tanah aslinya), sehingga tidak ekonomis. Oleh karena itu,

saya melakukan penelitian laboratorium untuk mendapatkan hasil yang

ekonomis tanpa mengurangi persyaratan dan kualitas teknis, yaitu penelitian

tentang ”Perilaku Stabilisasi Tanah Subgrade dengan 2% Semen +

4% fly ash dengan Cyclic Loading”, alat.

Gambar 5.15. Saat Saturation

Gambar 13.b. Saat Pelaksanaan Test


Dari hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa:

1. Campuran 2% semen + 4% fly ash memberikan peningkatan pada cohesi.

Untuk tanah asli cohesinya (c’) = 10.5 kPa, sedangkan

Untuk 1% semen + 3% Fly ash (c’) = 25 kPa dan

Untuk 2% semen + 4% Fly ash (c’) = 45.8 kPa

Hasil ini konsisten dengan hypotesis dari Clough (1981)6, yaitu bahan aditif

meningkatkan kohesi efektif dari tanah.

2. Sudut geser dalam tanah asli (φ’) = 37.48° Untuk 1% semen + 3% fly ash (φ’)

= 39.5° dan Untuk 2% semen + 4% fly ash (φ’) = 36.8°.

Hasil ini menunjukkan bahwa untuk tanah dengan 2% semen +

4% fly ash, sudut geser dalam lebih rendah dari tanah asli

(parent soil) dan juga lebih rendah dari tanah dengan 1% semen

+ 3% fly ash.

Hasil penelitian dari beberapa peneliti sebelumnya menunjukkan hasil yang

berbeda-beda tentang pengaruh bahan aditif terhadap sudut geser dalam seperti:

Penambahan bahan aditif menyebabkan kenaikkan sudut geser dalam.20,3,16

- Penambahan bahan aditif hanya meningkatkan sedikit sudut geser dalam

dengan penambahan kadar semen.8,13

- Penambahan bahan aditif tidak ada pengaruhnya terhadap sudut geser

dalam.5,6,22

- Penambahan bahan aditif menurunkan sedikit sudut geser dalam.

- Pengaruh bahan aditif terhadap kohesi dan sudut geser dalam tergantung

pada confining pressure. 17,24

- Hasil penelitian yang saya lakukan lebih konsisten dengan hasil dari Coop dan

Atkinson 7, Penambahan bahan aditif menurunkan sedikit sudut geser dalam

Karena adanya perbedaan hasil dari peneliti-peneliti sebelumnya, maka perlu

dibuktikan dengan penelitian yang dapat dihandalkan

untuk meneliti apakah penambahan bahan aditif memberikan pengaruh pada

sudut geser dalam ataukah tidak.

Dari hasil kelanjutan penelitian yang telah dilakukan, terbukti bahwa pengaruh

penambahan bahan aditif terhadap kohesi dan sudut geser dalam tergantung


pada range dari stress yang diambil untuk fitting, hubungan linear antara qf-p’f di

mana: q = (σa - σr) = Deviator stress dan p = (σa + 2.σr) / 3 = Mean stress

Sebagai contoh, apabila data yang dipakai untuk penentuan hanya diambil untuk

p’f kurang dari 500 kPa, hasil kohesi dan sudut geser dalam adalah: c’ = 36 kPa

dan φ’= 38 8, hal ini disebabkan karena failure surface pada bidang qf-p’f

sedikit berbentuk kurva (seperti dapat dilihat pada Gambar 14). Untuk tanah asli

dengan drained dan undrained cyclic loading, cyclic strain untuk tanah asli

lebih besar daripada cemented soil. Pada undrained cyclic loading, untuk tanah

asli, stiffness berkurang dengan penambahan cycle dan degradasi terjadi dengan

penambahan cycle. Untuk cemented soil, stiffness bertambah dengan

penambahan cycle dan degradasi tidak terjadi. Cemented soil lebih kuat dan

sedikit lebih kaku dari pada tanah asli. Walaupun ikatan telah rusak bahan aditif

masih memberikan strength dan stiffness yang lebih tinggi, karena penambahan.


BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang dilakukan pada parameter batubara dengan

melakukan analisis pertofisik, analisis model penyebaran parameter petrofisik

batubara dan analisis lingkungan pengendapan, maka didapatkan hasil

sebagai berikut :

o Lingkungan pengendapaan lapisan batubara seam CBM 2 berdasarkan

Horne, 1978 adalah Transitional Lower Delta Plain dan Lingkungan

pengendapan lapisan batubara seam CBM 2 berdasarkan Allen, 1998 adalah

Delta Plain.

o Geometri seam CBM 2 dapat diketahui ketebalan batubara seam CBM 2

pada daerah telitian sekitar 5 – 35 ft dan arah pengendapan seam CBM 2,

yaitu Barat Laut – Tenggara. Disamping seam CBM 2 menebal kearah

tenggara dan menipis kearah barat laut.

o Berdasarkan analisis petrofisik didapatkan karakteristik petrofisik dari

seam CBM 2, nilai tertinggi dari kandungan ash sebesar 2.68 %, fixed

carbon sebesar 46.07 %, volatile matter sebesar 41.28 %, moisture sebesar

0.11 %, mean vitrinite reflectance sebesar 0.45 %, total gas content sebesar

127.88 scft/ton dan kalori sebesar 6260 Kcal/kg. Dari hasil tersebut penulis

dapat diketahui bahwa seam CBM 2 memiliki kualitas yang baik

berdasarkan ASTM coal rank yaitu termasuk dalam batubara jenis

bituminous high volatile C, sehingga berpotensi sebagai reservoar coalbed

methane dan sebagai bahan bakar yang ekonomis.

o Berdasarkan hasil overlay dari peta penyebaran kandungan moisture,

peta fasies batubara, peta kedalaman, peta ketebalan batubara dan peta

geologi. Didapatkan daerah yang berpotensi untuk eksplorasi batubara dan

coalbed methane pada seam CBM2. Daerah telitian ini memiliki

struktur geologi berupa perlipatan antiklin yang berarah utara timur laut –

selatan barat daya, diendapkan pada lingkungan pengendapan delta plain

yang berdasarkananalisis ultimate didapatkan kandungan sulfur yang

rendah, yaitu sekitar 0.4%, berada pada kedalaman sekitar 4000 hingga


4400 ft dengan ketebalan batubara mencapai 35 ft atau 11.67 m dengan

kandungan % moisture relatif rendah, yaitu 1.3 %, Sehingga dapat

disimpulakan daerah ini memiliki potensi sebagai daerah eksplorasi

coalbed methane dan batubara pada seam CBM 2.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa kecenderungan naiknya peranan

batubara dalam penyediaan energi nasional, akan menjadi problem lingkungan

yang cukup serius kedepannya, bila limbah fly ash yang dihasilkan dari

pembakaran batubara tersebut tidak dimanfaatkan secara optimal.

Mengoptimalkan pemanfaatan fly ash dapat digunakan untuk stabilisasi tanah

maupun keperluan lain dibidang teknik sipil, yang dapat membantu pemerintah

dalam mengatasi dampak pencemaran lingkungan dan sekaligus sebagai

tambahan sumber penghasilan dan devisa Negara.


DAFTAR PUSTAKA

Allen,G.P, Chambers, J.L.C,1998, Sedimentation in the Modern and

Miocene Mahakam Delta, IPA.

Bhanja .A. K, 2007, Multi Log Techniques for Estimation of CBM Gas

Content Scores Over the Available Techniques Based on Single Log, A Case

Study.

Kuncoro Prasongko, B, 1996, Perencanaan Eksplorasi Batubara, Program

Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung.

Lamberson, M.N. and Bustin, R.M., 1993 Coalbed methane characteristics of

the Gates Formation coals, northestern British Columbia: effect of maceral

composition. AAPG Bull,77; p2062-2076.

Rahmat. Basuki. Ediyanto,2008, Modul Kompetensi Geologi Level 3 (Bahan

Galian Batubara). Crain.E. R. (Ross),P.Eng, 2010, Part II Coal, Reservoir

Issue.

Holmes, M., 2001, Coalbed Methane Log Analysis, Digital Formation, 6000

East Evans Avenue Suite 1-400 Denver, Colorado 80222-5415 USA.

Petrolog, Introduction to Coal Bed Methane Processing.

Rogers, R., Ramurthy, M., Rodvelt, G., and Mullen, M.. 2007, Coalbed

Methane Principles and Practices Second Edition, Halliburton.

Ryan, B, 2006, A Discussion on Moisture in Coal Implications for coalbed gas

and coal utilization, Summary of activities, BC Ministry of Energy, Mines

and Petroleum Resources, pages 139 -149.

Speight ,J.G., 2005, Handbook of Coal Analysis, John Wiley and Sons, Inc.,

Hoboken, New Jersey.

Documents

BAB 1-5 PLG