Modul III Tambang Bawah Tanah

1. PENDAHULUAN

Metode tambang bawah tanah atau tambang dalam adalah kegiatan

penambangan yang diterapkan terhadap endapan-endapan bahan galian

yang tak menguntungkan bila ditambang dengan metode tambang terbuka,

karena sulit dijangkau dari permukaan bumi.

Segi positif dari penambangan ini adalah :

(a) Kerusakan (pencemaran) lingkungan hidup yang ditimbulkan relatif kecil.

(b) Tidak perlu menyediakan tempat penimbunan material hasil penggalian

yang terlalu luas.

(c) Endapan bahan galian yang letaknya sangat dalam masih tetap dapat

ditambang dengan menguntungkan.

Sedangkan segi negatifnya adalah :

(a) Kondisi kerjanya berat dan keselamatan kerjanya memerlukan perhatian

khusus.

(b) Produksi tambang relatif kecil karena peralatan yang dipakai hanya yang

berukuran kecil.

(c) Penggunaan bahan peledak boros dan harus memiliki kualifikasi tinggi.

2. TAHAPAN KEGIATAN TAMBANG BAWAH TANAH

Secara garis besar tahapan kegiatan penambangan pada tambang bawah

tanah adalah sebagai berikut :

(a) Pembabatan dan pembersihan lahan (land clearing).

(b) Persiapan penambangan (development).

(c) Penambangan atau penggalian bahan galian (mining).

Metode Tambang Bawah Tanah (Underground Mining Methods) - 1

2.1. PEMBABATAN DAN PEMBERSIHAN LAHAN

Yang dikerjakan sama dengan yang dilakukan di tambang terbuka, tetapi

luas daerah yang dibersihkan jauh lebih sedikit karena hanya sekedar untuk

keperluan bangunan-bangunan sarana tambang (mine facilities) seperti

kantor, bengkel, garasi, tempat penampung/penyimpanan bahan bakar dan

air, poliklinik, dan lain-lain.

2.2. PERSIAPAN PENAMBANGAN

Yang dimaksud adalah pekerjaan untuk membuat lubang masuk (entry)

seperti lubang sumuran (shaft) atau terowongan buntu (edit), dan lubang-

lubang bukaan lain seperti drift, crosscut, raise, winze, ore pass, dll.

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk menyiapkan lubang-lubang bukaan

yang nantinya akan dapat membantu memperlancar kegiatan penambangan.

2.3. PENAMBANGAN ATAU PENGGALIAN BAHAN GALIAN

Yaitu kegiatan pengambilan endapan bahan galian termasuk batubara dari

dalam kulit bumi dan diangkut ke permukaan bumi untuk dimanfaatkan atau

untuk diproses lebih lanjut.

Ditinjau dari segi kekerasan batuan dan tingkat produksi yang diinginkan,

maka penambangannya dapat dilaksanakan dengan :

(a) Peralatan non mekanis seperti linggis, belincong, tatah, cangkul, dll.

(b) Alat-alat mekanis seperti load haul dumper (LHD), continuous loader,

overhead shovel loader, dll.

(c) Pemboran dan peledakan yang dibantu dengan alat muat dan alat

angkut mekanis.


3. METODE PENAMBANGAN

3.1. METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH UNTUK ENDAPAN

BIJIH

Metode penambangan bawah tanah untuk endapan bijih menurut sistem

penyanggaan dibagi atas 3 (tiga) golongan, yaitu :

3.1.1. Open Stoping (Open Stope Methods)

Metode penambangan inisedikit memakai penyanggaan ; cara ini cocok

untuk endapan yang kuat baik endapan bijih maupun batuan sampingnya,

dan yang termasuk dalam metode ini adalah :

(a) Gophering.

(b) Underground glory hole ; jika di permukaan tanah disebut glory hole.

(c) Shrinkage stoping.

(d) Sub level stoping.

3.1.2. Supported Stoping (Supported Stope Methods)

Cocok untuk endapan bijih dan batuan samping yang lemah, tetapi nilai

endapan bijihnya tinggi (kaya dan harganya mahal), memakai banyak

penyangga. Yang termasuk dalam metode ini adalah :

(a) Cut and fill.

(b) Square set stoping.

(c) Stull stoping.

(d) Shrink fill stoping.

3.1.3. Caving Methods

Cocok untuk endapan bijih yang memiliki sifat fisik sedemikian rupa,

sehingga jika mendapat tekanan di atasnya akan mudah runtuh, terutama


kalau sudah diberi undercut. Endapan bijih harus memiliki cadangan yang

besar walaupun kadarnya rendah.

Yang termasuk dalam metode ini adalah :

(a) Top slicing.

(b) Sub level caving.

(c) Block caving.

3.1.1. Open Stoping

3.1.1.1. Gophering

Cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Ukuran kecil, yaitu tebal atau lebar kurang lebih 3 meter ; kemiringan

(dip) tidak menjadi soal.

(b) Bentuk endapan tidak teratur, sehingga sangat sukar untuk ditambang

secara sistematis.

(c) Endapan bernilai tinggi (kadar bijih tinggi dan harga metalnya mahal).

(d) Batuan samping keras.

Penambangan mengikuti arah bentuk endapan bijih, jadi tidak sistematis

(lihat Gambar 1) ; baik peralatan maupun cara penambangannya sangat

sederhana, tanpa banyak persiapan penambangan. Cocok untuk daerah

yang padat penduduknya, tetapi berada di tempat yang terpencil.

3.1.1.2. Underground gloryhole


(a) Endapan bijih sempit atau agak lebar, yaitu antara 1 - 5 meter, tetapi

berbentuk bulat atau ellips yang memanjang ke bawah.

(b) Endapan bijih (ore body) maupun batuan samping kuat. Kalau rongga

bekas penambangan dibiarkan saja, maka tanah penutup (overburden)

akan tenggelam atau ambles (surface subsidence). Supaya tidak runtuh,


maka bekas penggalian/penambangan harus diisi dengan Ifillinf material

seperti : tailing, waste rock, pasir, dll.

(c) Batas endapan cukup jelas.

(d) Kemiringan (dip) 70o.

Gambar 1. Sketsa gophering

Metode penambangan ini dapat digolongkan k edalam underghand stoping

(lihat Gambar 2).


Gambar 2. Sketsa metode underground gloryhole

3.1.1.3. Shrinkage stoping

Cocok untuk endapan-endapan bijih yang keadaannya sebagai berikut :

(a) Endapan bijih dan batuan samping keras, tidak mudah runtuh atau

slabbing.

(b) Kemiringan minimum 50o, tetapi akan lebih baik bila kemiringan > 60o.

(c) Berbentuk urat bijih (vein) dengan ketebalan antara 1- 3 meter.

(d) Endapan bijih mempunyai nilai tinggi.

(e) Sebaiknya penyebaran kadar agak homogen, sehingga tak diperlukan

tambang pilih (selective mining).

(f) Sebaiknya bukan endapan sulfida, seperti galena dan chalcopyrite.

Penambangan dilakukan dengan cara overhand stoping (lihat Gambar 3).

Penggalian pertama dilakukan di raise dan broken ore langsung dimuat ke

alat angkut dan diangkut keluar tambang. Pada haulage level dilakukan

penyanggaan. Bila ruang kerja sudah sempit, artinya jarak back dengan

broken ore semakin pendek atau rendah, maka broken ore tersebut diangkut


ke luar. Banyaknya broken ore yang diangkut ke luar biasanya tergantung

dari swell factor-nya.

Gambar 3. Shrinkage stoping

3.1.1.4. Sub level stoping


(a) Ketebalan urat bijih (vein) antara 1 - 20 meter.

(b) Kemiringan endapan sebaiknya 30o.

(c) Endapan bijih dan batuan samping harus kuat dan keras, akan tetapi bila

endapan bijihnya lunak, maka cara ini hanya dipakai untuk endapan

dengan ketebalan kurang lebih 3 meter.

(d) Batas endapan bijih dan batuan samping harus jelas dan bentuknya

agak teratur, tidak retak-retak, sehingga tidak mudah terjadi dilution.

(e) Penyebaran kadar bijih sebaiknya merata, karena cara ini sukar untuk

melakukan tambang pilih (selective mining).

Penambangan dilakukan setelah pekerjaan persiapan berupa pembuatan

shaft, haulage drift, main level dan raise telah selesai (lihat Gambar 4). Pada


raise bagian atas dibuat bentuk corongan (cone) ; jarak antara raise berkisar

antara 8 - 10 meter.

Penggalian bijih dimulai dari sub level terbawah menuju sub level di atasnya,

berarti dengan cara overhand stoping. Bijih yang pecah langsung jatuh ke

atas corongan (cone) dan diangkut ke luar.

Gambar 4. Sub level stoping

3.1.2. Supported Stoping

3.1.2.1. Cut and fill

Diterapkan untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Ketebalan antara 1-6 meter, atau endapan mendatar tetapi cukup tebal,

yaitu antara 10-15 meter.

(b) Mempunyai kemiringan > 45o (untuk yang berbentuk urat bijih).


(c) Batuan samping agak lunak atau kurang kompak. Endapan bijih secara

menyeluruh cukup kuat, tetapi di bagian tertentu ada yang kurang

kuat/kompak.

(d) Endapan bijih bernilai tinggi, sehingga mining recovery-nya harus tinggi.

(e) Dapat dipergunakan untuk endapan-endapan bijih yang batasnya kurang

teratur atau banyak barren rock di antara bijihnya.

Penambangan dilakukan secara overhand stoping (lihat Gambar 5).

Penggalian di lombong (stope) terbawah hanya merupakan pemotongan tipis

saja dan langsung dimuat ke haulage level di bawahnya. Setelah lombong

mulai agak tinggi (kurang lebih 2 meter), maka penyanggaan pasangan kayu

(timber) mulai dipasang untuk menyiapkan ore pass, mill hole (ore chute),

dan man way yang dibuat sepanjang lombong denga njarak 6 - 8 meter.

Jika lombong sudah semakin tinggi, maka ruangan kosong harus ditutup

dengan material pengisi, sementara penambangan terus maju dan naik ke

atas sampai level di atasnya. Macam material pengisi adalah : batuan

samping, tanah, pasir, tailing atau potongan-potongan kayu yang sudah tak

berguna.

Gambar 5. Cut and fill


3.1.2.2. Square set stoping

Digunakan untuk endapan bijih yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Nilai bijih sangat tinggi, sehingga sapat menutup ongkos-ongkos

penambangan yang sangat mahal.

(b) Mempunyai kemiringan 45o untuk endapan yang berbentuk urat bijih.

(c) Ketebalan bijih minimum 3,5 meter.

(d) Bijih dan batuan samping lemah serta mudah runtuh, sehingga

memerlukan penyanggaan yang sistematis.

(e) Endapan bijih tak perlu memiliki batas-batas yang baik atau jelas dilihat.

Cara penambangan pada umumnya dilakukan dengan cara membuat

beberapa drift (level) yang sejajar dan cross cut (lihat Gambar 6).

Gambar 6. Square set

Untuk tiap lombong (stope) ada satu raise guna keperluan ventilasi, jalan

pekerja dan ore pass.


Bagi urat bijih (vein) yang sempit, jarak antara level dibuat sekitar 10

- 60 meter. Setiap 15 meter dibuat ore chute untuk melancarkan pengiriman

hasil penggalian ke level di bawah lombong.

Lombong dimulai dari suatu raise dengan memotong bijih secara slice yang

tingginya sekitar 2,00-2,50 meter dengan arah mendatar dan semakin lama

semakin tinggi seperti pada overhand stoping. Setelah ruangan terbentuk,

maka diikuti dengan pemasangan penyangga secara square set.

3.1.2.3. Stull stoping

Sesuai untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Ketebalan antara 1 - 3 meter, yaitu ketebalan yang masih dapat dicapai

oleh penyangga kayu (timber) tanpa sambungan.

(b) Endapan bijihnya agak kuat, tak perlu disangga secara langsung, tetapi

batuan sampingnya mudah pecah menjadi bongkah-bongkah (slabs)

sehingga perlu penyangga.

(c) Kemiringan kurang berpengaruh, akan tetapi kemiringan yang besar

akan lebih menguntungkan.

(d) Endapan bijih harus memiliki nilai yang tinggi dan memerlukan perolehan

tambang (mining recovery) yang tinggi agar ongkos penambangannya

yang tinggi masih dapat tertutup.

Cara penambangannya dapat dilakukan dengan cara overhand stoping

maupun underhand stoping (lihat Gambar 7 dan Gambar 8). Ciri khusus

penambangan ini adalah pekerja (petambang) berpijak pada penyangga

yang dihubungkan langsung dari hanging wall ke foot wall. Setiap kemajuan

penggalian diikuti dengan penyanggaan ; penggalian dilakukan selebar

endapan bijihnya. Cara ini mudah diubah ke metode penambangan yang

lainnya.


Gambar 7. Contoh flat back dan rill stull stoping

3.1.3. Caving Methods

3.1.3.1. Top slicing

Adalah suatu cara penambangan untuk endapan-endapan bijih yang lemah

dan batuan penutup (overburden) yang lemah pula, dimana penambangan

dilakukan selapis demi selapis dari atas ke bawah dengan lombong yang

disangga (lihat Gambar 8). Bilamana lombong sudah selesai digali, maka

penyangga di atasnya dibiarkan runtuh sedikit demi sedikit. Hal ini akan

menghasilkan perolehan tambang yang tinggi.

Cara ini cocok untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Endapan bijih dan batuan penutup lemah, sehingga akan segera runtuh

dengan perlahan-lahan bila dibuat galian di bawahnya (undercut).


(b) Berukuran besar, letaknya boleh mendatar ataumiring, sebaiknya

dengan kemiringan 65o. Untuk ukuran yang tipis, yaitu 2 - 3 meter, dan

kemiringan besar harus mempunyai batuan samping yan gagak kuat

agar tidak mudah terjadi dilution.

(c) Sebaiknya memiliki bentuk endapan yang teratur, jelas batasnya, dan

tidak memerlukan selective mining.

(d) Memiliki nilai yang cukup tinggi, sehingga ongkos penambangan yang

agak tinggi dapat tertutup.

(e) Di atas endapan bijih tidak ada bangunan prnting, sehingga surface

subsidence tidak merusak bangunan, walaupun akan merusak bangunan

alam dan estitika lingkungan.

Gambar 8. Wing stull stoping dan overhand stull stoping


Gambar 9. Top slicing

3.1.3.2. Sub level caving

Cara ini cocok untuk endapan-endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai

berikut :

(a) Endapan bijih lemah, artinya batuan itu tidak runtuh untuk beberapa

waktu dengan penyanggaan biasa, tetapi endapan ini akan segera

runtuh bila penyangganya diambil. Sedangkan batuan penutupnya dapat

pecah menjadi bongkah-bongkah besar yang akan merupakan tambahan

penyangga bagi penyangga kayu (timber) di bawahnya.

(b) Kemiringan endapan tidak begitu penting.

(c) Ketebalan bijih sebaiknya > 3 meter.


(d) Memiliki nilai endapan bijih yang tinggi atau sedang dan selective mining

tidak perlu dilakukan.

(e) Permukaan bumi tidak ada bangunan-bangunan yang penting karena

akan terjadi surface subsidence.

Cara penambangannya tidak berbeda dengan top slicing misalnya dengan

membuat shaft, drift serta raise dan sub level. Perbedaan yang menyolok

adalah tinggi dari pemotongannya ; untuk sub level caving tinggi

pemotongan dapat mencapai 8 meter lebih, sedangkan pada top slicing

hanya 4 meter saja.

Penggalian (pemotongan) mula-mula dilakukan dari sub level paling atas di

bagian ujung menuju ke arah tebal endapan bijih kemudian turun ke sub

level di bawahnya. Hasil penggalian dikirim ke ore chute (ore pass) terdekat

dadn selanjutnya dibawa ke main haulage level (lihat Gambar 10).

Gambar 10. Sub level caving


3.1.3.3. Block caving

Cara ini sesuai untuk endapan bijih yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

(a) Endapan bijih mudah pecah atau runtuh dan dapat dipisahkan dari block

di sebelahnya. Batuan penutup (capping) juga mudah pecah dan

merupakan bongkahan-bongkahan kecil dan tekanannya akan

membantu memecah endapan bijih di bawahnya. Sebaiknya antara

endapan bijih dan capping ada perbedaan fisik yang mudah dilihat,

sehingga dilution pada draw points dapat dihindari.

(b) Kemiringan endapan tidak menjadi soal ; bila berbentuk urat bijih

sebaiknya mempunyai kemiringan 65o.

(c) Memiliki cadangan yang besar dan tidak perlu bernilai tinggi. Ketebalan >

3 meter, sedangkan tinggi vertikalnya minimal 35 meter.

(d) Endapan bijih sebaiknya agak homogen, sehingga tidak diperlukan

tambang pilih.

(e) Endapan bijih sebaiknya tidak mudah bereaksi dengan udara, oleh

sebab tiu tidak cocok untuk endapan sulfida.

(f) Dapat menimbulkan amblesan (surface subsidence). Oleh karena itu

jangan ada bangunan penting di atas tambang.

Penambangannya dimulai dengan membagi endapan bijih menjadi blok-blok

dengan ukuran blok tergantung pada sifat-sifat bijih (ore body) dan wall rock-

nya serta ketebalan bijih. Pembagian ini dilakukan pada waktu persiapan

penambangan (development) dengan membuat drift, cross cut serta corner

raises sebagai pembatas ukuran blok.

Penggalian dimulai dari blok teratas. Di bagian bawah blok dibuat under cut

yang tingginya berkisar 2 - 6 meter. Agar under cut tidak runtuh, maka under

cut disangga dengan pilar, setelah penambangan siap untuk beroperasi,

baru diruntuhkan dengan cara meledakkan bagian atas under cut beserta

seluruh pilarnya (lihat Gambar 11 dan 12).


Gambar 11. Block caving dengan blok-blok mendatar

Gambar 12. Block caving dengan blok-blok tegak


3.2. METODE PENAMBANGAN BAWAH TANAH UNTUK ENDAPAN BATUBARA

Metode penambangan bawah tanah untuk endapan batubara menurut

sistem penyanggaannya dibagi atas 2 (dua) golongan, yaitu :

(a) Room and pillar methods.

(b) Longwall methods.

3.2.1. Room and pillar methods

Cocok untuk endapan batubara yang :

(a) Cukup tebal, yaitu antara 3 - 6 meter.

(b) Cleat-nya tidak banyak, sehingga tidak terlalu mudah runtuh.

(c) Tidak banyak disisipi tanah liat (clay bands).

Penambangannya dimulai dengan membuat setidak-tidaknya dua buah main

entry yang biasanya setiap main entry terdiri dari beberapa kompartemen.

Blok batubara yang diapit oleh kedua main entry maupun yang berada di kiri-

kanannya selanjutnya dibagi menjadi blok-blok yang lebih kecil atau panels

dengan membuat drift dan cross cuts. Pada blok-blok yang lebih kecil itulah

kemudian dibuat rooms dan pillars secara teratur (lihat Gambar 13).

Penggaliannya dapat dilakukan dengan pemboran dan peledakan atau

dengan memakai continuous miner. Hasil galiannya kemudian diangkut ke

luar dengan ban berjalan (belt conveyor) atau lori yang ditarik dengan

lokomotif.

Arah penambangan dapat maju (advancing) yang berarti menjauhi main

entry ataupun sebaliknya mundur (retreating) yang mendekati main entry.


Gambar 13. Room and pillar

3.2.2. Long Wall Methods

Diterapkan untuk endapan batubara yang :

(a) Ketebalannya sedang, yaitu antaar 2 - 4 meter.

(b) Memiliki banyak cleat, tetapi tidak boleh terlalu mudah runtuh. Oleh

sebab itu penyangga harus segera dipasang di dekat medan kerja (front)

penambangan.

Persiapan dan penambangannya sama dengan room and pillar, tetapi

medan kerja dibuat panjang, kadang-kadang dapat mencapai 330 meter.


Bilamana lombong sudah terlalu lebar (> 15 m), biasanya ditimbun dengan

material pengisi guna mencegah agar atap tidak mudah runtuh. Arah

penggalian dapat advancing ataupun retreating.

Sistem long wall (lihat Gambar 14) kini juga mengalami perubahan, yaitu

menjadi short wall mining, yaitu yang semula medan kerjanya antara 100

- 250 meter menjadi hanya 30 - 60 meter. Cara penambangannya sama

seperti pada long wall, hanya ukuran medan kerjanya lebih pendek (lihat

Gambar 15).

Gambar 14. Long wall mining


Gambar 15. Short wall mining


DAFTAR PUSTAKA

1. Cummins, A. B., dan Given, I. A., “Mining Engineering Handbook”, Vol I,

SME of the American Institute of Mining, Metallurgical and

Petroleum Engineers Inc., New York, 1973.

2. Hartman, H. L., “Introductory Mining Engineering”, A Wiley Interscience

Production, John Wiley and Sons Inc., New York, 1987.

3. Hustrulid, W. A., “Underground Mining Methods Handbook”, The

American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum

Engineers Inc., New York, 1982.

4. Peele, Robert, “Mining Engineer’s Handbook”, Vol I, John Wiley and

Sons Inc., New York, 1941.

5. Shevyakow, L., “Mining of Mineral Deposits”, Foreign Languanges

Publishing House, Moscow, 1961.


Documents

Modul III Tambang Bawah Tanah