oreikata.or.id/wp-content/uploads/2018/08/block-cave-mining-and-undercut-strategy...caving. karena...
TRANSCRIPT
Page 1 of 57
By HERRY SISWANTO
ORE
ORE
ORE
Page 2 of 57
BLOCK CAVE MINE
THE STATE OF THE ARTS
FROM THE ARTS TO SCIENCE
Page 3 of 57
Tulisan ini dipersembahkan sepenuhnya kepada teman-teman penambang sejati
yang pada saat ini tanpa mengenal rasa takut dan rasa lelah sedang membangun Tambang Bawah Tanah
Deep Mill Level Zone (DMLZ)
Page 4 of 57
DAFTAR ISI HALAMAN
BAB 1 - TINJAUAN UMUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 A. SISTIM PENAMBANGAN ENDAPAN BAHAN GALIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1. Penambangan Dengan Metoda Block Caving (Ambrukan Secara Blok) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. Keuntungan Dan Kerugian Penambangan Metode Block Caving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
B. PETA LOKASI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING DI SELURUH DUNIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 BAB 2 - DASAR TEORI DAN TANTANGAN TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 A. ALASAN PEMILIHAN PENAMBANGAN DENGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1. Berdasarkan Pada Pertimbangan Biaya, Produksi dan Development Serta Keselamatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2. Berdasarkan Pada Pertimbangan Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
B. TANTANGAN TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. Pengembangan Terowongan/Akses (Access) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. Pengembangan Ambrukan (Cave) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. Fragmentasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4. Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5. Peningkatan Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
C. UNDERCUTTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1. Strategi Undercutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Hubungan Antara Jari-jari Hidrolik (Hydraulic Radius/HR) dengan
Mining Rock Mass Excavation (MRMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3. Pembagian Zona Perilaku Utama Dari Suatu Perambatan Ambrukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4. Lengkungan Undercut Front - Mengakibatkan Penghancurkan Karena
Proses Ambrukan Yang Tidak Menerus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5. Beberapa Parameter Yang Harus Dipertimbangkan Untuk Pekerjaan Undercutting . . . . . . . . . . . . . . 24 6. Beberapa Aturan Pada Perancangan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
D. DRAWBELLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1. Beberapa Ancaman Terhadap Kestabilan Drawbell Drift (Draw Horizon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. Beberapa Bentuk Drawpoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
E. PRE-CONDITIONING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1. Beberapa Macam Metoda Yang Sudah Sering Dilakukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2. Pre-Conditioning Pada Super Caves Projects (production rates over 100 ktpd) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
F. PRINSIP PERENCANAAN PRODUKSI PADA TAMBANG DENGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
BAB 3 - DAMPAK TEKNIS DAN LINGKUNGAN AKIBAT DARI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING . . . . . . 46
A. DAMPAK TEKNIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
B. RESIKO UTAMA TERHADAP KESELAMATAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1. Selama Terjadinya Proses Ambrukan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2. Selama Proses Produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
C. KESTABILAN PILLAR BATUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
D. LUNCURAN LUMPUR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Page 5 of 57
BAB - I
TINJAUAN UMUM
A. SISTIM PENAMBANGAN ENDAPAN BAHAN GALIAN
Secara umum untuk melakukan penambangan endapan bahan galian dibedakan berdasarkan letak atau
posisi endapan tersebut dari permukaan tanah serta kondisinya. Sistim penambangan tersebut dibagi
menjadi dua (lihat gambar dibawah ini), yaitu :
Gambar 1 –Skema Sistim Penambangan Endapan Bahan Galian
1. Penambangan Dengan Metoda Block Caving (Ambrukan Secara Blok)
Blok Caving Mining (penambangan ambrukan secara blok) adalah salah satu dari metoda penambangan bawah
tanah dengan cara memotong besaran penampang seluas area tertentu yang terdapat pada bagian bawah dari pada
block badan bijih dengan tujuan untuk meruntuhkan/mengambrukkan badan bijih tersebut yang terletak pada bagian
atas dari level undercut.
Page 6 of 57
Metoda penambangan ini diterapkan terutama pada block badan bijih yang besar dan massa batuan dengan ukuran
tinggi dengan tingkat produksi yang tinggi pula. Bidang pada massa batuan dengan ukuran yang telah ditentukan
diledakkan pada tahap undercutting, sehingga massa batuan yang terdapat di atasnya akan runtuh/ambruk. Penarikan
bijih hasil runtuhan/ambrukan pada bagian bawah kolom bijih akan menyebabkan proses runtuhan/ambrukan dan
berlanjut ke atas sampai semua bijih diatas level undercut runtuh dan ditarik (draw) melalui lubang penarikan (draw
point) untuk proses selanjutnya. Metoda Block Caving dapat diterapkan pada cadangan bijih dengan ketebalan lebih
dari 30 meter.
Metode penambangan block caving memungkinkan dilakukan produksi bersekala besar, dengan kadar bijih
relatif lebih rendah, bentuk badan bijih massive dan tebal serta banyak rekahan, kemiringan endapan yang
curam bahkan tegak. Metode ini semakin banyak diusulkan untuk menambang sejumlah cadangan mineral
di seluruh dunia, sehingga diperlukan ruang lingkup pemahaman yang lebih baik terhadap perilaku block
caving. Karena dengan semakin banyaknya tambang terbuka (open-pit) pada saat ini juga berencana untuk
memperluas operasi mereka di bawah tanah dengan metoda block caving.
Beberapa penelitian sedang dilakukan untuk menyelidiki mekanisme deformasi batuan yang terkait dengan
transisi dari operasi penambangan permukaan menuju ke penambangan bawah tanah. Tantangan utama
pada tahap perancangan adalah untuk memprediksi seberapa spesifik dari badan bijih (ore bodies) yang
akan ambruk tergantung pada berbagai geometri dari kegiatan undercut.
Cara lain untuk memahami blok caving adalah dengan memperhatikan hal penting berikut ini, yaitu
pembangunan terowongan bawah tanah yang mengarah ke titik-titik penarikan bijih (draw points) di mana
batuan yang berada di atasnya dan telah pecah, dan oleh gaya gravitasi secara perlahan mengalir turun ke
titik penarikan (drawpoint) tersebut, kemudin dimuat dan diangkut menuju pada proses selanjutnya.
2. Keuntungan Dan Kerugian Penambangan Metode Block Caving
a. Keuntungan
Penambangan dengan metode block caving mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut :
Sistim penambangan ini tidak terlalu mahal (US $4 - $7/ton) jika dibandingkan dengan sistim penambangan
tambang bawah tanah lainnya, karena biaya untuk kegiatan pemboran, peledakan dan penyanggaan relatif
sedikit.
Kegiatan produksi yang terpusat membuat pengawasan menjadi lebih efisien, dan pemeriksaan kondisi dan
lingkungan tempat kerja menjadi lebih teliti.
Page 7 of 57
Pembuatan rancangan sistim ventilasi tidak terlalu kompleks dan rumit jika dibandingkan dengan sistim
penambangan bawah tanah yang lainnya, sehingga kesehatan dan keselamatan kerja menjadi lebih baik.
Produktifitas tinggi (antara 15 – 50 ton per shift per karyawan, maksimum sekitar 40 – 50 ton per shift per
karyawan).
Metode tambang bawah tanah yang mempunyai tingkat produksi paling tinggi.
Recovery penambangan tinggi.
Pemecahan batuan pada proses produksi secara keseluruhan disebabkan oleh proses peronggaan, yang
diawali oleh kegiatan undercutting, tidak ada pemboran dan peledakan berulang-kali (kecuali untuk tujuan
peledakan sekunder karena terjadinya bongkahan batuan/boulder yang menyumbat lubang penarikan bijih).
Ventilasi sangat memuaskan, kondisi kesehatan dan keselamatan kerja bagus (kecuali daerah undercut dan
bagian penarikan bijih).
b. Kerugian Selain mempunyai keuntungan di dalam penambangannya, metoda block caving juga mempunyai beberapa
kerugian sebagai berikut :
Permintaan produksi yang meningkat tidak dapat langsung dipenuhi karena dibutuhkan waktu yang cukup
lama untuk mempersiapkan block tambahan untuk produksi.
Penghentian penarikan bijih selama waktu tertentu akan menyebabkan kehilangan lubang bukaan yang telah
ada pada daerah yang berpengaruh jika lubang bukaan tersebut merupakan titik konsentrasi berat.
Metoda ini tidak cukup fleksibel, karena sulit untuk dilakukan perubahan ke bentuk penambangan bawah
tanah lainnya.
Peronggaan dan penurunan permukaan tanah terjadi dalam skala yang besar, sehingga mengakibatkan
permukaan tanah menjadi berbahaya.
Pemeliharaan lubang bukaan di daerah produksi sangat penting dan mahal jika terbentuk pillar yang
menerima beban terlalu besar.
B. PETA LOKASI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING DI SELURUH DUNIA
Penambangan cadangan bijih dengan kadar yang rendah pada elevasi yang lebih dalam menentukan masa
depan industry pertambangan. Metode block caving pada saat ini adalah satu-satunya metode
penambangan bawah tanah untuk batuan keras, yang mampu menambang cadangan bijih dengan kadar
rendah yang berada di bawah tanah dan mampu mencapai tingkat produksi yang setara dengan tambang
permukaan. Beberapa perusahaan pertambangan papan atas di seluruh dunia, telah merencanakan
pengucuran dana sebagai salah satu metode penambangan utama masa depan mereka.
Page 8 of 57
Contoh penambangan block caving yang pada saat ini sedang direncanakan dan yang sudah beroperasi
dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.
Gambar 3 – Peta Lokasi Penambangan Ambrukan (Block Caving) di Seluruh Dunia
Page 9 of 57
BAB – 2
DASAR TEORI DAN TANTANGAN TEKNIS
A. ALASAN PEMILIHAN PENAMBANGAN DENGAN METODA BLOCK CAVING
1. Berdasarkan Pada Pertimbangan Biaya, Produksi dan Development Serta Keselamatan
Tabel – Alasan Pemilihan Penambangan Dengan Menggunakan Metoda Block Caving
Parameter Advance Disadvance
Cost
Unit cost rendah (US $/t ore)
o Sedikit atau tidak ada pengeboran dan peledakan untuk ton ore berikutnya
Bisa menguntungkan walaupun badan bijih mempunyai kadar yang relative rendah
Capital cost tinggi
o Pembangunan dan pengembangan infrastruktur perlu dibuat terlebih dahulu debelum produksi ore pertama kali
Safety
Aman secara natural
Tidak terdapat bukaan besar pada lombong/stope
Secara natural bisa dilakukan dengan mekanisasi yang tinggi
Kondisi batuann yang jelek selama pembanguan dan pengembangannya Penanganan masalah bahan peledak
menjadi suatu issue untuk peledakan drawpoint
Production & Development
Produktifitasnya tinggi
o Terpusan dan terpadu, hanya satu level produksi
o Memerlukan pekerja yang tidak banya untuk mengambil semua bijih
Area yang aktif bisa lebih sedikit yang memungkinkan ventilasi yang lebih mudah
Waktunya lama untuk development,
construction, commissioning o Diperlukan untuk mencapai
level bawah produksi untuk membangun infrastruktur pengangkuran dan lubang penarikan bijih (drawpoint)
Penuruan kadar tinggi (High dilution) o Dari hanging wall o Jika fragmentasi dari over
burden lebih tinggi dari yang diharapkan
Recovery rendah Resiko penurunan permukaan
tanah/subsidence (harus bisa diprediksi) o Berpotensi untuk merusak
infrastruktur yang terdapat di permukaan infrastructure
o Uncertainty Draw control yang terbatas Selectivitas pada ore face
yang rendah
Page 10 of 57
Perbandingan Relatif - Biaya dan Produksi Beberapa Metode Tambang Bawah Tanah
Methods Ton/Man-shift Average Ton/Day Relative Operating
Cost Per Ton Resuing 0.2 – 0.5 50 – 100 70
Cut and Fill 12 – 48 500 – 1,500 20 to 70
Shrinkage Stoping 20 – 28 200 – 800 20 to 50
Room and Pillar 15 – 150 1,500 – 10,000 7 to 20
Open Stoping 20 – 150 1,500 – 25,000 7 to 25
Sub Level Caving 65 - 180 1,500 – 50,000 7 to 17
Block Caving 300 – 2,000 10,000 – 100,000 4 to 7
Underground Mining Method Modified from Brown, 2003 – BMO Capital Markets 2011 Global Metals & Mining Conference
2. Berdasarkan Pada Pertimbangan Parameter
Menurut DH. Laubscher terdapat sekitar 25 parameter yang perlu dipertimbangakan, yaitu dapat dilihat
pada table dibawah ini.
PARAMETERS TO BE CONSIDERED BEFORE THE IMPLEMENTATION OF CAVE MINING
CAVEABILITY PRIMARY FRAGMENTATION DRAW POINT/DRAW ZONE SPACING Rock mass strength Geological structures – condition geometry In-situ stress Hydraulic radius of ore body water
Rock mass strength (RMR/MRMR) Geological structures Joint / fracture spacing & geometry Joint condition rating Stress Induced stress
Fragmentation of ore and overlaying rock Overburden load and direction Friction angles of caved particles Practical excavation size Stability of host rock mass (MRMR) Induced stress
DRAW HEIGHTS LAYOUTS ROCK BURST POTENTIAL Capital Ore body geometry Excavation geometry Effect of ore material Method of draw
Fragmentation Draw point spacing and size Method of draw – gravity or LHD Orientation – structures / joints Ventilation, ore handling, drainage
Regional and induce stress Ventilation in rock mass Strength / modulus Structures Mining Sequence
SEQUENCE UNDERCUTTING STRATEGY)
(pre / advance / post) INDUCED CAVE STRESSES
Caveability – poor to good or vice-versa Ore body geometry Induced stresses Geological environment Rock burst potential Production requirement Influence on adjacent operation Water inflow
Regional stresses Rock mass strength Rock burst potential Rate of advance Ore requirement Completeness of undercut Shape – lead/lag Height of undercut
Regional stresses Area of undercut Shape of undercut Rate of undercut Rate of draw
DRILLING AND BLASTING DEVELOPMENT EXCAVATION STABILITY Rock mass strength Rock mass stability (drill holes closure) Required fragmentation Hole diameter, length, rigs Patterns and directions Powder factor Swell relief
Layouts Sequence Production Drilling and blasting
Rock mass strength (RMR / MRMR) Orientation of structures and joints Regional and induced stress Rock burst potential Excavation size – orientation and shape Draw point Mining sequence
SUPPORT PRACTICAL EXCAVATION SIZE METHOD OF DRAW Excavation stability Rock burst potential
Excavation stability Induce stress
Fragmentation Practical draw point spacing
Page 11 of 57
Brow stability Timing of support – initial, secondary and production
Caving stresses Secondary blasting Equipment size
Practical size of excavation Gravity or mechanical loading
RATE OF DRAW DRAW POINT INTERACTION DRAW COLUMN STRESSES Fragmentation Method of draw Percentage of hang ups Secondary breaking / blasting Seismic events Air blast – draw point cover
Draw zone spacing Critical distance across major apex Fragmentation Time frame of working draw point
Draw column height Fragmentation Homogeneity of ore fragmentation Draw control Draw height interaction Height-to-short axis base ratio Direction of flow
SECONDARY FRAGMENTATION SECONDARY BREAKING / BLASTING DILUTION Rock block shape Draw height Draw rate-time-dependent failure Rock block workability-rock block strength Range in fragmentation – fine crushing Draw control program
Secondary fragmentation Draw method Draw point size Gravity grizzly aperture Size equipment and grizzly spacing Ore handling system – size restrictions
Ore body geometry Mining geometry Fragmentation size distribution Fragmentation range of un-pay ore and waste Grade distribution of pay and un-pay ore Mineral distribution interaction Secondary breaking Draw control – techniques / predictions Draw markers
TONAGE DRAWN SUPPORT REPAIR ORE / GRADE EXTRACTION Level interval Shut – off grade Draw point spacing Dilution percentage Controls redistribution
Tonnage drawn Point and column loading Brow wear Floor repair Secondary blasting
Mineral distribution Method of draw Rate of draw Dilution percentage Cut of grade to Plant Ore losses
SUBSIDENCE RMR / MRMR Height of cave column
Maximum and minimum spans Major geological structures
Depth of mining Topography
*Sumber Pustaka :”Cave Mining Handbook – De Beers, A Diamond Is Forever”, By D.H. Laubscher
B. TANTANGAN TEKNIS
1. Pengembangan Terowongan (akses)
Tekanan/tegangan, air, kondisi batuan, tekanan (paparan bawah tanah sebelum selesai kajian
kelayakan)
Rancangan dan pemasangan penyangga batuan yang buruk (QA/QC)
2. Pengembangan Ambrukan (Cave)
Strategi undercutting
Prediksi kemampuan ambrukan
Laju pemasangan penyangga batuan dan pengembangan tambang
Kerusakan akibat “abutment stress”
Seismisitas
Page 12 of 57
3. Fragmentasi (Fragmentation)
Penambangan ambrukan (cave mining) mensyaratkan fragmentasi batuan itu sendiri menjadi ukuran blok
yang sesuai tanpa peledakan
Fragmentasi harus diketahui terlebih dahulu, karena mempengaruhi :
Jarak antar lubang penarikan bijih (drawpoint)
Jumlah peledakan sekunder
Batuan menggantung dan waktu tunda produksi (mucking)
Ukuran drawpoint dan drawbell
Ukuran dan jenis peralatan
Periode peningkatan (ramp-up)
4. Produksi
Kerugian property, semburan dan aliran air masuk
Kerusakan pada “brow” dan kestabilan
Kerusakan akibat peledakan sekunder
Pemadatan kembali dan kestabilan
Subsidence dan bobot muatan
Penurunan kadar (dilusi)
5. Peningkatan produksi (Ramp-up)
Prediksi tingkat penarikan bijih
Prediksi fragmentasi batuan bijih
Ledakan udara dan batuan (strain burst / rockburst)
Pemuatan beban yang terlalu besar
Page 13 of 57
C. UNDERCUTTING
1. Strategi Undercutting
Secara umum, menurut R.J. Butcher bahwa terdapat 3 (tiga) strategi undercutting untuk memotong bagian
bawah badan bijih, yaitu dengan cara :
a. Pre-Undercutting
Pada suatu situasi pre-undercut, pekerjaan undercut sepenuhnya dikembangkan sampai mencapa posisi
hydraulic radius (jari-jari hidrolik). Kemudian drawbell (draw horizon) dikembangkan di bawah di suatu
kondisi yang sudah tidak mengalami tegangan (de-stress area).
Keuntungan utama dari pada metoda ini yaitu berkurangnya kerusakan pada drawbell (draw horizon).
Sedangkan kerugiannya yaitu:
adanya waktu tunda antara pengembangan drawbell (draw horizon) dengan undercutting
adanya suatu permasalahan tahapan antara pengembangan draw bell (draw horizon) dengan
undercutting
menghasilkan produksi yang tertunda akibat kedua hal diatas dan kemudian akan menimbulkan
terhentinya kelancaran aliran dana proyek
kemungkinan terjadinya tegangan yang tinggi sehubungan dengan pemadatan peledakan batuan
undercut sehingga membuat kesulitan pada pengembangan drawbell (draw horizon), dan
permulaan produksi menjadi lebih lambat sehubungan dengan terjadinya batuan menggantung pada
draw point akibat dari pemadatan batuan.
Sebagai suatu konsekwensi diatas, pre-undercutting block cave pada level yang dalam tidak
disarankan, kecuali perencanaan proyek dan disiplin penambangan dengan tingkat yang tinggi bisa
dicapai.
UNDERCUTTING IS ONE OF THE MOST IMPORTANCE
ASPECTS OF CAVING MINING SCENES, NOT ONLY IS A
COMPLETE UNDERCUT NECESSARY TO INDUCE CAVING,
BUT THE UNDERCUT METHOD/STRATEGY
CAN REDUCE THE DAMAGE EFFECT
OF INDUCE STRESSES D.H. Laubscher
Page 14 of 57
b. Post-Undercutting
Didalam metoda ini draw bell drift dikembangkan secara penuh, dan kemudian peledakan undercut
dilanjutkan hingga melewati level extraction. Keuntungan utama daripada strategi post-undercutting
adalah hasil peledakan block di undercut segera bisa dibawa lebih cepat ke level produksi. Hal ini
sehubungan dengan kenyataan bahwa draw bell drift (draw horizon) telah selesai dikembangkan dan
block produksi sesegera mungkin bisa dilakukan ketika peledakan undercut telah selesai. Sedangkan
kerugian utamanya adalah tegangan yang menyebabkan kerusakan pada draw bell drift (draw horizon)
yang diakibatkan oleh berkembangnya tegangan pinggiran undercut, dan setelah itu harus diikuti dengan
kebutuhan perbaikan (repair) pada lubang bukaan yang rusak.
Berdasarkan pengalaman di Afrika Selatan (Bartlett, 1992) telah menunjukkan bahwa selama kemajuan
undercut melewati draw bell drift (draw horizon), beberapa lubang bukaan dibawah pengaruh tegangan
dengan kekuatan sekitar tiga kali dibandingkan dengan level pre-undercut. Didalam lingkungan antara
pilar yang terdapat pada draw point / draw bell kadang-kadang mengalami tegangan yang serius
sehingga menyebabkan kerusakan. Hal ini berhubungan langsung dengan persentasi penggalian pada
draw bell drift (draw horizon).
Selama awal tahun 1990, diketemukan bahwa draw bell drift (draw horizon) mengalami kerusakan yang
serius yang diakibatkan oleh tegangan pinggiran undercut (abutment-undercut stress) ketika persentase
pengambilan batuan di draw bell drift (draw horizon) mencapai angka sekitar 80%. Kemudian ditemukan
bahwa lubang bukaan di extraction level mengalami kerusakan yang ringan sampai sedang/moderat
ketika pengambilan di draw bell (draw horizon) telah mencapai angka sekitar 60% (R.J. Butcher, 1999).
Suatu kajian ulang dari pada sejarah undercutting di beberapa tambang Kimberley (Gallagher dan Loftus,
1961) terindikasikan bahwa strategi post-undercutting menjadi tidak dilakukan dalam hubungannya
dengan kerusakan yang mengakibatkan kerusakan pada draw bell drift (draw horizon) ketika block
operasi terletak pada kedalaman melebihi 500 meter. Hal ini dapat disimpulkan bahwa walaupun adanya
keuntungan yang nyata yaitu produksi secara block lebih cepat terbentuk, tetapi adanya kemungkinan
dari kuatnya tegangan yang mengsakibatkan kerusakan harus dipertimbangkan secara sungguh-sungguh
sebelum memberlakukan strategi post-undercutting.
Page 15 of 57
Sebagai petunjuk secara umum, penggunaan strategi post-undercut harus dikaji secara kritis ketika
kedalaman operasional dari pada ambrukan melebihi 500 meter, jari-jari hidrolik (hydraulic radius)
ambrukan mencapai angka 17 meter, dan pengambilan batuan di draw bell drift (draw horizon) melebihi
50%.
c. Advance Undercutting
Didalam strategi ini, hanya sebatas jumlah tertentu boleh dilakukan pada penggalian draw bell drift
(draw horizon), sebelum proses undercutting. Pengembangan undercut melewati batas draw bell drift
(draw horizon), kemudian sisa pengembangan di level extraction dilaksanakan di suatu kondisi area yang
telah tidak mengalami tegangan (de-stress conditions). Hal ini merupakan sifat dasar suatu kompromi
antara strategi post dan pre-undercutting, dimana:
kerusakan pada draw horizon menjadi berkurang, karena jika dibandingkan dengan strategi post-
undercutting ratio ekstraksi di daerah draw horizon berkurang
hasil ambrukan sebagai produksi menjadi lebih cepat jika dibandingkan dengan strategi pre-
undercutting, mengurangi masalah yang berhubungan dengan bertambahnya waktu pengembangan
kemungkinan terbentuknya tegangan sisa pillar dan berkurangnya pemadatan kembali tumpukan
pecahan batu hasil peledakan (muck)
level yang terpisah masih diperlukan untuk undercutting, dan
strategi advance undercutting lebih lambat jika dibandingkan dengan post-undercutting, karena sisa
pengembangan draw horizon harus dikerjakan setelah undercut dikembangkan (hal ini tidak
termasuk waktu yang diperlukan untuk perbaikan draw bell drift / draw horizon yang hampir pasti
diperlukan pada strategi post-undercutting).
Pada kenyataan beberapa drift telah dikembangkan sebelum undercutting, dengan pengembangan
beberapa cross-cut dan draw bell drift ketika proses undercutting telah komplit. Beberapa pengalaman
di Afrika Selatan (Butcher, 1999) telah menunjukkan bahwa pada advance undercut dapat mengurangi
kerusakan pada draw bell drift (draw horizon) pada tingkat yang bisa ditoleransi jika kemajuan
pengembangan pada draw bell drift / draw horizon dibatasi kurang dari 60% dari keseluruhan area yang
dilakukan undercutting.
Suatu masalah mungkin akan terjadi jika pemotongan draw bell dikerjakan terlalu dekat dengan
permuka undercut (cave front), penggalian tersebut akan berlanjut pada kerusakan pinggiran. Hal ini
Page 16 of 57
menjadi sesuatu pertimbangan yang sangat penting bahwa penggalian draw bell sebaiknya dilakukan di
belakang permuka undercut, dengan suatu jarak setara paling tidak setengah antara draw horizon
dengan undercut level.
Kecenderungan saat ini didalam merancang ambrukan adalah menggunakan strategi advance undercut,
dengan diskusi untuk mengurangi tingkat kerugian yang masih bisa ditoleransi melalui perencanaan yang
baik, penyanggaan yang memadai, dan peralatan untuk mengatasi secara cepat adanya batuan
menggantung (hang-ups) di dalam lubang penarikan (draw point).
Page 17 of 57
Gam
bar
2 –
PO
TON
GA
N M
EMA
NJA
NG
DA
N M
ENY
ILA
NG
SK
EMA
HU
BU
NG
AN
AN
TAR
A P
AN
EL D
RIF
T D
AN
UN
DER
CU
T
DR
IFT
Page 18 of 57
Gambar 3 - Isometrik Penambangan Dengan Metoda Block Caving
Page 19 of 57
2. Hubungan Antara Jari-jari Hidrolik (Hydralic Radius/HR) vs MINING ROCK MASS RATING (MRMR)
Menurut DH. Laubscher bahwa terdapat hubungan antara Jari2 Hidrolik (hydraulic radius) dengan Mining
Mass Rock Rating untuk memperkirakan awal terjadinya ambrukan yang menerus (cave propagation)
dengan menggunakan Grafik di bawah ini.
Difinisi Jari2 Hidrolik (Hydraulic Radius) adalah suatu nilai yang didapat dari hasil bagi antara luas suatu area
dengan kelilingnya. Besarnya nilai HR sangat dipengaruhi oleh bentuk dari areanya, setiap bentuk ambrukan
akan mempengaruhi besarnya angka kelilingnya. Hal ini dapat diilustrasikan pada Gambar-1 dan Gambar-2.
𝑯𝑹 =𝑨𝒓𝒆𝒂 (𝑴𝒆𝒕𝒆𝒓)𝟐
𝑷𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓 (𝑴𝒆𝒕𝒆𝒓)
Dalam pengeterapannya pada tambang dengan metoda Block Caving, yaitu jika suatu area mempunya nilai
HR yang besar (Gambar-1), maka kemungkinan terjadinya ambrukan akan relative lebih mudah jika
dibanding dengan area dengan nilai HR yang kecil (Gambar-2), walaupun luasnya sama. Gambar berikut
dibawah ini adalah ilustrasi tentang cara menghitung Jari2 Hidrolik.
Page 20 of 57
Luas A = 15x16 Luas B = 15x8 Luas C = 15x4 Luas (A + B + C) = 240+120+60
= 240 = 120 = 60 = 420
Keliling (A + B + C) = 16 + (6x15) + 3x4) + (2x2)
HR (A + B + C) = 420/122
= 122
= 3.44
Gambar 4 – Ilustrasi Beberapa Bentuk Ambrukan Dalam Hubungannya Dengan Jari-jari Hidrolik
Page 21 of 57
Gambar 5 – Grafik Hubungan Antara MRMR Dengan Jari-jari Hidrolik (Hydraulic Radius)
Kemudian dengan menggabungkan antara MRMR dengan nilai HR yang dipengaruhi oleh Shape Factor tersebut
maka akan dapat diprediksi terjadinya ambrukan yang menerus (cave propagation). Lihat “Grafik Hubungan
Antara Shape Factor Dan MRMR” di bawah ini untuk mendapat nilai HR.
Page 22 of 57
Gam
bar
– P
ola
Pe
nge
bo
ran
dan
Pe
led
akan
Fan
/Un
de
rcu
t R
ing
(se
be
lum
mo
dif
ikas
i)
Page 23 of 57
Gam
bar
– P
ola
Pe
nge
bo
ran
dan
Pe
led
akan
Fan
/Un
de
rcu
t R
ing
(se
tela
h m
od
ifik
asi
)
Page 24 of 57
3. Pembagian Zona Perilaku Utama Dari Suatu Perambatan Ambrukan.
Secara umum, menurut DH Laubscher, bahwa jika suatu massa batuan mengalami gangguan dan berlanjut
kepada terjadinya ambrukan/runtuhan, maka akan terjadi empat (4) pembagian wilayah perilaku utama,
seperti yang dijelaskan pada hambar berikut ini, yaitu :
a. Elastic/Solid/Intact Zone :
Massa batuan induk di sekitar wilayah caving yang berperilaku sangat elastis dan memiliki sifat yang
konsisten dengan massa batuan yang tidak terganggu.
b. Seismogenic Zone :
Aktivitas mikro seismik (dan terkadang seismik) terkonsentrasi di wilayah ini terutama karena gelinciran
sepanjang ketidak menerusan (diskontinuitas; lipatan, patahan, kekar, rekahan dan sesar) yang sudah
ada sebelumnya dan inisiasi kekar baru. Tingkat kemajuan keseluruhan, ketebalan distribusi spasial zona
seismogenik sebelumnya telah ditentukan oleh kriteria pada persamaan (1) (Diederichs, 1999). Kriteria
ini didasarkan pada respons seismik “back-analysis” di beberapa operasi penambangan Kanada yang
dalam.
c. Yielded/Fractured Zone.
Massa batuan di wilayah ini mengalami retakan dan telah kehilangan sebagian atau seluruh kekuatan
kohesifnya dan memberikan sedikit dukungan pada massa batuan yang di atasnya. Massa batuan di
dalam yielded zone sangat penting - dapat merusak, yaitu lubang terbuka dapat terputus. Putusnya Time
Page 25 of 57
Domain Reflectometry (TDR) yang diharapkan dan retakan dapat diamati di level infrastruktur.
Komponen tegangan di wilayah ini biasanya kekuatannya rendah. Pengurangan ukuran blok batu
(dibandingkan dengan keadaan in-situ) karena yield di daerah ini dapat digambarkan sebagai
fragmentasi primer. Fragmentasi primer dari tegangan mekanisme caving pada umumnya lebih halus
dari pada gravitasi caving (Laubscher, 1994).
d. Mobilized Zone.
Zona ini memberikan perkiraan porsi badan bijih yang telah pindah dalam menanggapi penarikan
produksi. Meskipun lokasi spesifik dari atap ambrukan (cave back) sulit untuk diperkirakan dengan tepat,
diperkirakan batuan yang mengalami perpindahan lebih besar dari atau sama dengan 1 - 2 m (Pierce et
al., 2006). Pengurangan ukuran blok batu (dibandingkan dengan keadaan fragmentasi primer)
digambarkan sebagai fragmentasi sekunder. Fragmentasi sekunder dipengaruhi oleh ketinggian
penarikan (draw height) dan tekanan caving internal (Laubscher, 1994)
4. Lengkungan undercut front - mengakibatkan penghancurkan karena proses ambrukan yang tidak menerus
(Undercut front arch - induced crushing due to the non-propagation of the cave).
Ketika undercut sudah mulai berkembang, sebuah lengkungan dibentuk di atas area ini. Rentang lengkungan
meningkat sampai ambrukan mencapai pada jari-jari hidrolik. Pada titik ini ambrukan dari badan bijih secara alami
akan terus merambat jika penarikan bijih tersebut dimulai. Ketika penarikan bijih dimulai, ada suatu pengurangan
tekanan pada undercut front. Namun, jika suatu daerah yang telah dilakukan undercutting setara dengan jari-jari
hidrolik, tetapi penarikan bijih tidak dimulai dan undercut terus maju, stress pada undercut front meningkat sejalan
dengan kenaikan rentang lengkungan sampai penghancurkan undercut front terjadi. Dari pengalaman penulis dengan
ambrukan di tambang berlian, hal seperti ini biasanya terjadi bila kemajuan undercut sekitar 45meter secara linear
melintasi blok dari posisi radius hidrolik.
5. Beberapa parameter yang harus dipertimbangkan untuk pekerjaan undercutting.
Berdasarkan pengalaman di beberapa tambang block cave lainnya telah menunjukkan bahwa terdapat tiga
parameter memiliki kemampuan untuk mempengaruhi efektivitas undercutting dan tingkat kerusakan
pada penggalian kedua level undercut dan produksi.
Parameter-paramer tersebut adalah sebagai berikut :
bentuk keseluruhan dari undercut face
laju kemajuan undercut face
lead and lags di antara terowongan yang berdekatan
Page 26 of 57
Pertimbangan yang lain adalah pola pengeboran dan ledakan yang sebenarnya yang digunakan untuk
memotong bagian bawah blok badan bijih.
a. Bentuk keseluruhan dari undercut face
Bentuk undercut face yang paling stabil yang berbentuk cekung atau berbentuk-V. Gambar 4
menggambarkan bentuk kemajuan undercut face.
Bentuk face seperti ini memiliki keunggulan abutment stress rendah yang berkembang pada di puncak
"V" pada kedua level undercut dan ekstraksi, dan operasi pengeboran dan peledakan relatif mudah
berefek di sini.
Abutment stress yang tinggi berkembang menuju tepi ambrukan. Bentuk face yang lurus seringkali lebih
sulit dikendalikan daripada bentuk V dan tidak memberikan area bertegangan rendah seperti yang
diberikan oleh bentuk-V.
Gambar – Potongan Mendatar Undercut Face
Page 27 of 57
b. Laju pada pengembangan undercut face
Tegangan abutment berhubungan dengan kemajuan undercut yang dapat menyebabkan fraktur sejajar
terhadap ambrukan pada jarak sampai 20 meter di depan undercut. Jika terowongan undercut
dikembangkan lebih lambat dari laju alami daripada fraktur yang berkelanjutan (propagation) maka
fraktur tersebut merusak sistim penggaannya dan membuat operasional pengeboran dan peledakan
bermasalah. Laju daripada fraktur yang berkelanjutan (propagation) adalah fungsi dari rating massa
batuan, bentuk undercut face dan kedalaman penambangan.
Contoh kasus di Premier Mine, pada kedalaman penambangan 730 meter, terowongan yang maju pada
laju minimal 3 meter per terowongan per bulan untuk tingkat kemajuan keseluruhan 700 meter persegi
per bulan, fraktur yang berkelanjutan (propagation) mendahuLui laju kemajuan undercut yang
mengarah ke keruntuhan terowongan yang luas. Masalah tersebut diperparah juga oleh masuknya air
ke dalam daerah undercut. Sehingga menjadi tidak mungkin untuk memajukan undercut face untuk
beberapa bulan dan terowongan produksi serta beberapa drawpoint yang terletak pada level ekstraksi
15-meter di bawahnya menjadi hancur. Tambahan development diperlukan untuk menyelesaikan
pekerjaan undercutting. Terowongan ekstraksi yang hancur harus disangga kembali dengan mahal,
dengan menggunakan lengkungan baja (steel arch set) yang kuat. Produksi dari terowongan ekstraksi
tersebut tertunda beberapa bulan. Biaya keseluruhan dari masalah tersebut membutuhkan beberapa
juta rand.
Laju undercutting yang direncanakan telah meningkat menjadi 1100-meter persegi per bulan pada level
730 meter.
c. Lead and Lags diantara Terowongan Undercut yang Saling Berdekatan
Idealnya undercut harus maju sebagai face yang lurus. Didalam praktek, terowongan dikembangkan
dalam beberapa tahap, yaitu dengan cara pengeboran dan peledakan ring yang berjarak antara 1,5 dan
2.0 meter. Hal ini memungkinkan untuk membuat wajah terowongan yang berdekatan berjarak
beberapa meter pada undercut face. Lead yang lebih besar antara terowongan yang berdekatan
menyebabkan semakin panjang daerah antara terowongan yang berperilaku seakan terisolasi, pillar yang
mengalami stress dan menjadi semakin sulit untuk dilakukan pengeboran dan peledakan di area yang
sangat tertekan tersebut. Pengalaman praktis di Premier Mine telah menunjukkan bahwa “lead and lags”
diantara terowongan yang berdekatan seharusnya tidak lebih dari 7 meter. Jika jaraknya lebih besar,
menaikkan tingkat stress yang dapat berdampak terhadap efisiensi pengeboran dan peledakan serta
memperlambat laju daripada pengembangan undercut.
Page 28 of 57
6. Beberapa Aturan Pada Perancangan (Design Rules)
a. Aturan No. 1: Block Cave dengan Strategi Advanced Undercutting
Menimbang fakta bahwa post-undercutting menghasilkan stress yang mengakibatkan kerusakan pada
level drawbell drift, maka akan bijaksana jika undercut harus maju terlebih dahulu dan drawbell drift
(draw horizon) harus dikembangkan dalam kondisi yang telah tidak mengalami stress (de-stress).
Oleh karena itu, aturan pertama dari pengurangan kerusakan pada drawbell drift adalah harus dilakukan
strategi advenced-undercutting.
Namun, penggunaan strategi advanced-undercutting memiliki kerugian sebagai berikut :
Meningkatnya biaya modal karena adanya tambahan level yang diperlukan
masalah strategi penggalian karena pengembangan drawbell drift harus mengikuti di belakang
pekerjaan undercutting untuk menghindari regenerasi tekanan undercut akibat pemadatan kembali
tumpukan muck di undercut. Dalam pengalaman penulis, bahwa jeda waktu antara undercutting dan
pengembangan drawbell tidak boleh melebihi 6 bulan.
Waktu tambahan yang dibutuhkan untuk membawa runtuhan blok masuk ke produksi yang
disebabkan adanya penundaan antara undercutting dan pengembangan drawbell.
Dalam keadaan tertentu, mungkin tidak memungkinkan untuk menggunakan strategi advanced-
undercutting. Dalam kondisi seperti itu, seperti ambrukan blok dengan dimensi yang setara terhadap
radius hidrolik, persentase yang diekstrak untuk pengembangan drift dan draw point pada drawbell drift
harus dijaga sekecil mungkin. Ini adalah pengalaman penulis bahwa untuk kerusakan moderat pada
drawbell, drift dan drawpoint maka pengembangan nya tidak boleh melebihi 40% dari area rencana dari
drawbell drift, sebelum undercutting.
b. Aturan No.2. Kontrol terhadap konfigurasi horizontal daripada undercut front (cave line).
Penyimpangan besar dalam geometri horisontal daripada undercut front (cave line) menyebabkan
peningkatan konsentrasi stress yang mengakibatkan kerusakan serius. Oelh karena itu, Aturan kedua
daripada pengurangan kerusakan adalah penyimpangan horizontal dalam geometri undercut front harus
dijaga sekecil mungkin.Ketidakberesan bisa dipikirkan dalam hal undercut front yaitu jarak terdepan dan
terbelakang (lead and lags) panel. Berdasarkan pengetahuan terkini batasan pedoman yang disarankan
untuk undercut lags diberikan padaTabel I. Batasan ini berlaku sampai kedalaman 1300m dan untuk
massa batuan dengan MRMR di kisaran 25 sampai 50.
Page 29 of 57
Tabel – Undercut front lags dan stress yang sesuai dengan kondisi dan kerusakan
Panjang lag daripada undercut front (cave line)
Kondisi stress dari pada cave front (cave line)
Tingkat Kerusakan
< 5m ideal minimum
8m moderate moderate
10 – 12m High stresses severe
12m + Very high Undercut front (cave line) hancur
c. Aturan No. 3: Laju Kemajuan Undercut
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, kerusakan pada drawbell drift (horizon draw) adalah terkait
dengan laju kemajuan undercut, dan dalam hal ini laju undercutting (Rate of Undercutting/RU) harus
lebih besar dari laju kerusakan (Rate of Damage/RD) pada drawbell drift (horizon draw).
RU > RD
Namun, setelah block cave telah dilakukan undercutting menjadi sebuah daerah yang setara dengan
radius hidrolik yang dibutuhkan, hal ini penting bahwa laju undercutting tidak pernah lebih besar dari
laju caving (Rate of Caving). Hal ini untuk mencegah terbentuknya lengkungan di atas undercut front bisa
menyebabkan undercut front (caveline) mengalami kehancuran, yang pada gilirannya bisa
memungkinkan terjadinya ambrukan yang menerus. Sehubungan dengan hal ini maka peraturan berikut
harus diterapkan setelah hidrolik radius daripada block cave telah tercapai (Laubscher, 1994).
RC > RU > RD
Ini adalah pengalaman penulis bahwa laju kamajuan undercut di wilayah 1100m2 per bulan sudah cukup
untuk mencegah kerusakan parah. Hal ini perlu dicatat bahwa laju kemajuan ini diperoleh dari
pengalaman pada block cave dengan slusher post-undercut di kedalaman lebih dari 500 meter. Sebagai
aturan umum bahwa lebih kecil ketinggian undercut semakin cepat laju undercutnya; sehubungan
dengan fakta bahwa keperluan pengeboran dan pengisian bahan peledak menjadi berkurang dari pada
undercut yang lebih besar. Ketinggian undercut harus sekecil mungkin, dan itu adalah pengalaman
penulis bahwa ketinggian undercut 1.5m sudah cukup. Namun, dalam prakteknya, minimal ketinggian
undercut cenderung berada di wilayah ketinggian pengembangan undercut drift.
Page 30 of 57
d. Aturan No. 4: Ketinggian daripada undercut
Tinggi level undercut di atas dasar drawbell drift (draw horizon) adalah beragam dari tambang ke
tambang. Namun, efek kerusakan akibat tegangan dari undercut front (cave line) menurun dengan
peningkatan jarak vertikal antara drawbell drift (draw horizon) dan undercut drift, maka aturan keempat
untuk untuk mengurangi kerusakan harus ada, yaitu dengan menempatkan undercut drift jaraknya
setinggi mungkin di atas drawbell drift. berdasarkan pengalaman bahwa paling praktis jarak antara level
undercut dan draw horizon, dalam hal draw kontrol, stress dan pengurangan kerusakan akibat induksi,
dan hang-up akses, adalah berada di kisaran 15 meter.
e. Aturan No. 5: Ambrukan Yang Menerus (Cave Propagation) Untuk Menghilangkan Lengkungan Cave
Front Penyebab Kehancuran
Pertimbangan selanjutnya dalam mengurangi besarnya tegangan undercut adalah untuk memastikan
bahwa undercut mencapai posisi radius hidrolik secepat mungkin. Hal ini diperlukan untuk memastikan
bahwa ambrukan yang menerus (cave propagation) dapat terjadi dengan efek mengurangi besarnya
tegangan abutment undercut .
Karena ambrukan (caving) tidak hanya terpengaruh oleh ukuran (dimensi) undercut tapi juga oleh
kekuatan massa batuan, maka aturan kelima dari blok caving adalah bahwa undercut front harus
dipotong mulai dari batuan yang terlemah menuju ke batuan terkuat sehingga memastikan ambrukan
yang menerus terjadi secepat mungkin.
Satu manfaat tambahan dari penerapan peraturan ini adalah final bagian dari blok yang akan dilemahkan
selalu berada di batuan terkuat, sehingga mengurangi besarnya kerusanakan lebih lanjut yang
diakibatkan oleh stress (stress-induced) Aturan di atas sudah ditentukan oleh pengalaman atas block
cave pada level yang dalam. Hal ini diyakini bahwa penerapan aturan desain empiris ini akan
memberikan dasar untuk menghindari kerusakan akibat stress pada level blok cave yang dalam, sehingga
memastikan bahwa block cave yang direncanakan dapat mencapai penuh potensi produksinya.
D. DRAWBELLING
Tujuan pembuatan drawbell adalah untuk mengalirkan pecahan batuan hasil peledakan di level undercut
menuju level ekstaksi dengan memanfaatkan gaya garvitasi. Kemudian pecahan batuan tersebut melalui
lubang penarikan (drawpoint) dimuat dan diangkut dengan loader menuju ke tempat pencurahan (loading
point) untuk proses selanjutnya.
Page 31 of 57
1. Beberapa Ancaman Terhadap Kestabilan Drawbell Drift (Draw Horizon)
Didalam rancangan penambangan “block cave”, Mining Engineer harus mempunyai pengetahuan yang baik
tentang beberapa faKtor yang berpengaruh terhadap kestabilan drawbell drift (draw horizon).
Beberapa factor tersebut yaitu :
a. Tekanan Secara Umum Yang Menyebabkan Kerusakan (General Stress – Induce Damage)
Peningkatan stress yang terkait dengan undercutting ini dianggap sebagai faktor utama yang
mempengaruhi stabilitas dari pada drawbell drift (draw horizon). Efek dari perubahan stress ini adalah
meningkatkan fraktur massa batuan yang mengelilingi level undercut. Situasinya diperburuk jika metode
post-undercut yang digunakan. Dalam kasus ini, abutment stress undercut terpusat pada pilar antara
panel drift dan draw point mengakibatkan kemungkinan pengelupasan dan peruntuhan pilar dan
kerusakan drift. Beberapa drift bisa lebih rusak oleh relaksasi dari rockmass yang mengalami peretakan
setelah terjadinya undercutting. Besarnya kerusakan ini biasanya terjadi sebanding dengan kedalaman
di bawah permukaan, ketinggian undercut, jarak antara undercut dengan drawbell drift (draw horizon),
kekuatan massa batuan, dan ukuran pillar.
Telah ditemukan bahwa dimana jumlah pengembangan drawbell drift (draw horizon) lebih dari 60%
(yaitu hanya 40% dari area yang tersisa sebagai pilar) kerusakan yang disebabkan stress menjadi tidak
terkendali.
Pada kasus dimana lebih dari 80% drawbell drift telah dikembangkan seperti dalam kasus slusher block
cave, tekanan akibat post-undercutting dapat menyebabkan kerusakan parah dan jatuhnya level ini,
sehingga hal ini patut dipertanyakan, apakah metode post-undercut sesuai untuk pengembangan
slusher block cave di bawah kedalaman 500 meter.
Hal ini perlu dicatat bahwa besarnya kerusakan meningkat jika pembangunan drawpoint dan drift
ditinggalkan tanpa penyanggaan untuk periode yang cukup panjang. Dalam kondisi seperti itu runtuhnya
drawbell drift (draw horizon) mungkin terjadi saat undercutting.
Page 32 of 57
b. Konsentrasi tegangan akibat penyimpangan besar pada konfigurasi horizontal dari undercut front
(cave line).
Penyimpangan besar dalam konfigurasi horizontal daripada undercut front (cave line) menyebabkan
peningkatan konsentrasi stress, yang dapat menyebabkan kerusakan serius. Sebuah ilustrasi dari konsep
ini diberikan pada Gambar 3. Zona lagging akan mengalami tekanan yang meningkat secara signifikan.
Gambar – Potongan Mendatar Geometri Undercut Front (Cave Line)
c. Kerusakan yang diakibatkan oleh stress karena laju undercut yang lambat
Kecepatan undercut merupakan faktor penting pada besarnya kerusakan yang disebabkan stress pada
drawbell drift. Kerusakan akibat stress meningkat dengan penurunan laju dari kemajuan cave front (cave
line). Tegangan abutment undercut mencapai besaran maksimum ketika daerah undercut setara dengan
radius hidrolik yang diperlukan dari blok. Hal ini perlu dicatat bahwa kerusakan akibat stress mulai terjadi
meningkat bilamana area undercut setara dengan setengah yang dibutuhkan radius hidrolik dari blok.
Page 33 of 57
Konsep penentuan kemampuan untuk runtuh (cavabilitas) dengan menggunakan sistem tingkat massa
batuan tambang (MRMR) dan radius hidrolik (Laubscher, 1994) diberikan pada Gambar 4.
Gambar – Diagram Stabilitas Beberapa Tambang Seluruh Dunia
2. Bentuk Drawpoint
Secara umum bentuk dari pada drawpoint ada dua macam, yaitu Offset Herringbone dan Straight Drawpoint
atau lebih dikenal dengan sebutan El-Teniente Layouts
Page 34 of 57
Page 35 of 57
a. Perbandingan antara Drawpoint Dengan Offset Herringbone dan Tata Letak Straight Drawpoint (El-Teniente)
Gambar diatas adalah parameter rancangan drawbell pada level ekstraksi, dimana (A) Jarak antara zona draw pada drawbell. (B) Jarak antara zona draw antar Minor Apex. (C) Jarak antara draw antar Mojaor Apex. (D) Lebar drift pada level ekstraksi. (E) Jarak antara dua drift ekstraksi
Gambar diatas adalah Perbandingan Tata Letak Antara Herring
bone dan Straight Drawpoint (El-Teniente), yaitu dalam hal
drifting, turnouts dan intersection
Page 36 of 57
Tabel – Perbandingan Umum Antara Offset Herringbone Dengan Straight Drawpoint (El-Teniente)
Page 37 of 57
b. Tahapan Pembuatan Drawbell Pada Strategi Advance Undercut
Pada prinsipnya pembuatan drawbell dilakukan pada daerah yang sudah tidak mengalami “abutment
stress”. Tujuan utamanya adalah agar selama proses pembuatannya para pekerja dan peralatan kerja
(property) tidak terpapar dibawah pengaruh “abutment stress” tersebut.
Secara umum tahapan pembuatan dan pengembangan drawbell pada Strategi Advance Undercut dapat
dijelaskan dengan sketsa gambar di bawah ini :
Page 38 of 57
Ex-D
rill
ho
les
Bla
ste
d
Gam
bar
– P
ola
Pe
nge
bo
ran
dan
Pe
led
akan
di L
eve
l Pro
du
ksi (
Dra
wb
ell)
Ex-B
last
Ho
les
Page 39 of 57
Gam
bar
– T
AM
PA
K A
TA
S (P
LAN
VIE
W)
PO
LA P
ENG
EBO
RA
N D
AN
PEL
EDA
KA
N D
RA
WB
ELL
RIN
G S
ERTA
UR
UTA
N P
EMB
UA
TAN
NY
A
Page 40 of 57
PROSES INISIASI DAN PERKEMBANGAN AMBRUKAN SECARA MENERUS (CAVE PROPAGATION) DI UNDERCUT
Page 41 of 57
Page 42 of 57
E. PRE-CONDITIONING
Tujuan dari pada Pre-Conditioning adalah mengubah massa batuan yang sangat kompeten (batuan primer)
agar menjadi material massa batuan yang sesuai dengan metode penambangan secara ambrukan.
1. Beberapa Macam Metoda Yang Sudah Sering Dilakukan, yaitu :
Hydro Fracturing, yaitu memompakan cairan tertentu diatas level undercut yang sifatnya “eco-friendly”
ke dalam lubang bor dengan menggunakan pompa yang bertekanan12,000 MPa.
De-Stress Blasting, yaitu dikakukan pada daerah yang mengalami “abutment stess” yang sangat tinggi
dan sifat batuannya sangat kuat dengan cara peledakan.
Gambar – Lingkup pekerjaan Hydrofracturing
2. Pre-Conditioning Pada Super Caves Projects (production rates over 100 ktpd)
El-Teniente New Mining Levels
Grasberg Complex
Chuquicamata
Oyu Tolgoi
Resolution
Bingham Canyon
Pebble
Page 43 of 57
Pertanyaannya adalah Berapa Banyak Yang Akan Terwujud (The question is how many will
materialize) ??? !!!!
Gambar – Proyek Cadangan 1,656 Mt @0.71% Cu untuk 90 tahun
F. PRINSIP PERENCANAAN PRODUKSI PADA TAMBANG DENGAN METODA BLOCK CAVING
R.J. Butcher memberikan petunjuk berupa diagram alir untuk membuat proyek produksi tahuan seperti
digambarkan di bawah ini :
Page 44 of 57
Gambar – Diagram Alir Menunjukkan Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Produksi Tahunan Dari Tambang Block Cave
Page 45 of 57
BAB – 3
DAMPAK TEKNIS DAN LINGKUNGAN AKIBAT DARI PENAMBANGAN METODA BLOCK CAVING
A. DAMPAK TEKNIS
Salah satu kerugian penambangan dengan metoda block caving adalah resiko perkiraan penuruan permukaan tanah (subsidence) yang buruk biasanya terkait dengan lokasi infrastruktur di luar batas-batas subsidence (bawah). Pada “footprint” yang lebih kecil dan massa batuan yang kuat, sudut subsidence bisa jadi negative (overhang) sehingga terjadi kehilangan bijih dan penurunan kadar dini.
Gambar – Isometric gejala penurunan permukaan tanah
(subsidence) dan Foto infrastruktur daerah sekitarnya
Page 46 of 57
Gambar – Potongan Memanjang Sketsa Penurunan Permukaan Tanah
Page 47 of 57
B. DAMPAK LINGKUNGAN
Perbandingan Luas Dampak Lingkungan Antara Metoda Block Caving Dengan Open Pit
C. RISIKO UTAMA TERHADAP KESELAMATAN
Penambangan dengan metoda ambrukan adalah salah satu metoda penambangan bawah tanah yang paling aman.
Setelah terbentuknya gua / rongga, maka personal tidak terpapar di tempat yang tidak berpenyangga, peledakan dan
lain-lain.
1. Selama terjadinya proses ambrukan, risiko utamanya adalah :
Ledakan udara (air blast)
Ledakan seismic dan runtuhan yang tak terkendali atau terkontrol
2. Selama proses produksi, risiko utamanya adalah :
Luncuran lumpur dan kerugian materi lainnya
Page 48 of 57
D. KESTABILAN (STABILITY) PILLAR BATUAN
Kestabilan beberapa level pada tambang dengan metode ambrukan (undercut, produksi dan material/ventilasi)
adalah sama konsep dan penting dengan interaksi antar lubang penarikan (drawpoint).
Kestabilan terutama dipengaruhi oleh beberapa kegiatan sebagai berikut :
Strategi undercutting – abutment stress
Rancangan penyangga batuan dan kualitas pemasangannya
Strategi penarikan bijih (draw strategy)
Gambar - Jenis Kerusakan Strainburst / Rockburst di Level Undercut dan Level Produksi
Gambar - Kerusakan lubang bukaan karena penyanggaan batuan yang tidak memadai dan pengelolaan stress yang buruk
Page 49 of 57
E. LUNCURAN LUMPUR (Mudrush / Wet muck)
Salah satu potensi bahaya yang harus dievaluasi pada tahap awala kajian (study) penambangan adalah
luncuran lumpur (mudrush).
Terdapat beberapa istilah telah digunakan di industri tambang ini untuk menggambarkan masuknya bahan
basah ke lokasi kerja tambang bawah tanah secara tiba-tiba. Yang paling umum adalah mudrush, mudflow,
mudpush, dan wet muck.
Semua itu menggambarkan fenomena, yang memiliki asal-usul yang sangat berbeda, namun mengakibatkan
hasil yang sama, yaitu : cedera, kehilangan nyawa, kerusakan pada property, dilusi (percampuran kadar)
yang berlebihan, penundaan produksi atau penutupan suatu tambang.
Gambar – Luncuran lumpur (mud rush / wet muck) yang sangat mobil terjadi
di Tambang Bawah Tanah dengan menggunanakan Metoda block Caving
Page 50 of 57
DIAGRAM PROSES TERJADINYA LUNCURAN LUMPUR (MUD RUSHES / WET ,UCK)
Gambar – Diagram Tumpukan Muck Berisi Luncuran Lumpur
Page 51 of 57
PENCEGAHAN LUMPUR BASAH PADA TAMBANG BKLOCK CAVING
Mud rushes (atau wet muck runs) telah mengganggu operasi block caving selama lebih dari 50 tahun, dengan banyak
korban jiwa dikaitkan dengan kejadian ini.
Agar semburan lumpur terjadi, terdapat empat unsur yang harus ada, yaitu : bahan pembentuk lumpur, air, gangguan dan
titik pelepasan yang melaluinya lumpur dapat masuk ke dalam area kerja.
SRK telah mengembangkan pendekatan pencegahan semburan lumpur yang berfokus pada tiga aspek ('tiga Ds'):
(Distance) Jarak - menjaga agar bahan lumpur menjauh dari operasi penambangan;
(Drainage) Penirisan - cegah masuknya air ke tumpukan muck, lombong/stope atau area kerja, box holes dan
lintasan untuk menghentikan fluidisasi bahan pembentuk lumpur; dan
(Draw) Penarikan bijih - dengan benar menarik cadangan bijih untuk mencegah pembuangan kantong dan
lapisan lumpur.
Richard Butcher, Principal Mining Engineer di SRK, menjelaskan bahwa persyaratan untuk aspek pertama (jarak jauh)
adalah bahwa lumpur harus jauh dari operasi penambangan. Oleh karena itu, bendungan tailing harus diletakkan
sedemikian rupa sehingga tidak ada risiko material yang mengalir di bawah tanah; dan lereng terbuka harus dirancang
untuk memastikan bahwa bahan yang dapat menghasilkan material terlapukkan tidak akan terakumulasi di daerah yang
berpotensi mengalir ke bawah tanah.
Metode Sublevel Caving lebih berisiko terkait dengan semburan lumpur," Richard menyatakan, "karena sembarang
lumpur di waste cap lebih dekat ke lokasi ekstraksi daripada block cave , panel atau front caving. Metode yang terakhir
mempertahankan lumpur pada jarak yang lebih jauh. "
Aspek kedua (Penirisan/Drainage) merangkum serangkaian tindakan yang ditujukan untuk mencegah air (air tanah atau
air hujan) dari bahan pembentuk lumpur yang bersifat fluidisasi. Adalah penting bahwa tambang harus memiliki sistem
drainase permukaan dan drainase bawah tanah yang dirancang dengan benar untuk mencegah air tanah dan air hujan
memasuki muck pile, isian lumbung/stope dan open cuts.
Kondisi penarikan bijih yang over dan terisolasi adalah mekanisme pemicu untuk semburan lumpur, "Richard melanjutkan.
"Penting, mengenai aspek ketiga (Draw), untuk mengkorelasikan persentase ekstraksi dengan kemungkinan terjadinya
lumpur.
Page 52 of 57
Beberapa hal yang harus diperhatikan ketika berada di dalam Tambang Bawah Tanah
1. Fokus kepada keselamatan, bahaya atau risiko daripada karyawan dan property
2. Pembenahan secara khusus terhadap shaft satation, permuka kerja, dan tempat kerja
yang lain
3. Struktur geologi secara umum (fault, joint, slip, orientasi dan kerapatan daripada
struktur)
4. Kondisi batuan (penyanggaan, bolting dan perkuatan, begitu juga mengenai jumlah
material lepas yang terdapat dibalik screen/mesh)
5. Jalan utama, lubang pengangkutan (seberapa bagus pemeliharaannya)
6. Kebocoran air (jumlah, penampungan, kolam) dan potensi luncuran lumpur
7. Kualitas udara (debu, asap, temperaure)
8. Kondisi umum daripada peralatan dan umurnya, keausan ban dan luka/goresan
9. Fragmerntasi batuan – ukuran yang berlebih ketika dimuat/diangkut dengan alat muat,
angkut truck, ban berjalan (conveyor) atau pada grizzly
10. Suasana hati dan keterlibatan karyawan yang bekerja
Page 53 of 57
Page 54 of 57
Page 55 of 57
Page 56 of 57
Page 57 of 57
DAFTAR PUSTAKA 1. Bre-Anne Sainsbury :”A Model For Cave Propagation And Subsidence Assessment In Jointed Rock Masses”
2. D.H. Laubscher :”Cave Mining Handbook – De Beers, A Diamond Is Forever”.
3. D.H. Laubscher :”Block Cave Mining – The State of The Art”.
4. Haitham M. Ahmed*, Malcolm J. Scoble and W. Scott Dunbar, Norman B Keevil :”International Journal of Mining,
Reclamation and Environment, 2016Vol. 30, No. 2, 71–91, Institute of Mining Engineering, University of British Columbia, Vancouver, Canada (Received 26 August 2014; accepted 29 September 2014). http://dx.doi.org/10.1080/17480930.2014.975917
5. Jarek Jacubec :”Block Caving Cu Au Porphyry”, March 07, 2016.
6. P.J. Bartlett and K. Nesbitt :”Stress induced damage in tunnels in a cave mining environment in kimberlite”.
7. R.J. Butcher :”Block Cave Undercutting —Aims, Strategies, Methods and Management”.
8. R.J. Butcher :”Design rules for avoiding draw horizon damage in deep level block caves”.