BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Salah satu kebutuhan manusia adalah energi, akan tetapi seperti yang kita

ketahui bahwa sumber energi yang diandalkan saat ini sudah semakin menipis.

Untuk itu perlu dicari sumber energi lain, dan batubara dianggap mempunyai

potensi sebagai sumber energi pengganti. Hal ini terlihat dengan semakin

intensifnya penggunaan batubara tidak hanya di Indonesia tetapi juga di dunia.

Penambangan adalah suatu kegiatan mengambil bahan galian yang

terdapat didalam kerak bumi yang bersifat ekonomis sehingga bahan galian

tersebut dapat dimanfaatkan dan digunakan untuk kepentingan manusia melalui

suatu tahapan proses yang menjadikan bahan galian tersebut menjadi bahan yang

siap pakai bagi kepentingan umat manusia. Dalam melakukan kegiatan

penambangan sangat membutuhkan modal yang sangat banyak. Tahapan yang

pertama dalam mengambil bahan galian yaitu tahapan eksplorasi, dimana tahapan

ini bertujuan untuk mengetahui bahwa disuatu daerah tersebut terdapat cebakan

bahan galian. Tahapan eksplorasi ini mencakup eksplorasi umum dan eksplorasi

khusus yang secara detail mencari informasi tentang cebakan bahan galian yang

terdapat dalam suatu daerah sehingga kita dapat melakukan tahapan berikutnya

yaitu studi kelayakan. Studi kelayakan merupakan tahapan berikutnya untuk

mengkaji dan memproses data yang diperoleh dalam tahapan eksplorasi Apakah

daerah tersebut mempunyai potensi cebakan bahan galian yang sangat besar dan

Apabila daerah tersebut ditambang akan mendapatkan untung yang besar.

Tahapan berikutnya yaitu tahapan eksploitasi yaitu tahapan untuk mengambil

bahan galian didalam kerak bumi.

PT Adaro Indonesia adalah salah satu perusahaan yang bergerak dalam

bidang pertambangan batubara yang terletak di Kabupaten Tabalong Provinsi

Kalimantan Selatan. Sistem penambangan yang diterapkan adalah tambang

terbuka. Kegiatan pertambangan tersebut mempunyai dampak negatif yang sangat

1

besar karena merusak lingkungan disekitar areal penambangan. Lingkungan bekas

areal penambangan tersebut rusak berat karena kegiatan tersebut dan dapat

menyebabkan tergenangnya air asam tambang akibat lubang bekas bahan galian

tambang tersebut tidak ditutup. Air asam tambang merupakan dampak negatif

yang paling nyata dalam kegiatan penambangan (sump). Air asam tambang

tersebut harus dibuang, dengan cara membuat instalasi pipa pembuangan yang

tepat sehingga air asam tersebut dapat dibuang dengan benar.

a. Aspek topografi

- peta

- kontur tanah

- luas tanah

- elevasi

b. Aspek hidrologi

- data curah hujan

- debit

c. Aspek hidrolika

- saluran (pipa, panjang pipa, diameter pipa dll)

- saluran terbuka

d. Aspek perancangan

- gambar

- rancangan anggaran biaya / cost

- tender

e. Aspek pemasangan

f. Aspek perawatan

2

B. Maksud danTujuan

Maksud dan tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk memenuhi

tugas besar mata kuliah pengantar teknik dan mesin fluida tentang pembuatan

rancangan instalasi pipa pembuangan air asam tambang dari lubang bekas bahan

galian (sump) akibat dari kegiatan penambangan yang tidak ditutup secara baik

dan benar sehingga air asam tambang tersebut dapat dibuang dari lokasi

penambangan dan memahami teknik pemasangan perpipaan pada daerah tambang

dengan metode yang benar.

C. Keadaan Umum Daerah

a. Letak Geografis

Daerah penambangan batubara PT Adaro Indonesia merupakan daerah

yang termasuk dalam wilayah kuasa pertambangan Eksploitasi DU. 182/Kal-Sel

Daerah operasional PT Adaro Indonesia secara geogarafis terletak pada :

1. 115033’30’’ sampai dengan115026’10’’ Bujur Timur

2. 207’30’’ sampai dengan 2055’30’’ Lintang Selatan

3. Lokasi penambangan berjarak 220 km ke arah Timur Laut kota

Banjarmasin

Ga

mbar 1 Peta Wilayah Kerja PT. Adaro

3

Gambar 2 Geologi Regional Kalimantan ( Moify from Moss & Finch, 1997)

b. Lokasi dan Kesampaian Daerah

Lokasi Kuasa Pertambangan Eksplorasi PT Adaro Indonesia terletak di

Kabupaten Tabalong (Kecamatan Muara Harus, Murang Pudak, Upau Tanta dan

Kelua), dan Kabupaten Balangan (Paringin, Lampihong, Awayan dan

Batumandi). Tambang PT Adaro Tutupan berjarak 220 dari Banjarmasin Ibukota

Provinsi Kalimantan Selatan yang biasanya ditempuh selama 4-5 jam, dan 15 km

dari kota Tanjung dengan jalan beraspal. Jalan raya ini adalah bagian dari ruas

jalan trans Kalimantan yang menghubungkan Banjarmasin dan Balikpapan, salah

satu Kotamadya di Provinsi Kalimantan Timur.

Wilayah kabupaten banjar memiliki 12 kecamatan yang terbagi dalam 283

desa/kelurahan. Berdasarkan data yang diperoleh dari Kantor Statistik Kabupaten

Banjar (Kabupaten Banjar Dalam Tahun 1998) jumlah penduduk Kabupaten

Banjar sebanyak 395.251 jiwa. Secara rinci keadaan penduduk Kabupaten Banjar

setiap kecamatan dapat dilihat pada tabel 1 berikut, yaitu :

4

Tabel 1

Keadaan Desa dan Penduduk Kabupaten Banjar

Tahun 1998

No Kecamatan Luas (Km2) Jumlah Desa Jumlah

Penduduk

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Aluh-aluh

Kertak Hanyar

Gambu

Sungai Tabuk

Martapura

Astambul

Mataraman

Simpang Empat

Karang Intan

Aranio

Pengaron

Sungai Pinang

143,90

81.30

129,30

147,30

221,40

216,50

148,40

611,30

215,35

1.166,35

567,90

1.019,50

31

26

13

20

58

22

15

27

26

12

19

14

39.367

32.002

25.816

42.392

99.542

31.085

21.667

34.107

24.609

7.689

21.713

15.259

Jumlah 4.668,50 283 395.251

5

c. Iklim dan Curah Hujan

1. Temperatur

Temparatur udara di Kalimantan Selatan secara umum beriklim sedang,

dimana temparatur udara rata-rata  berkisar antara 25,7 °C hingga 26,9°C.  Pada

tahun 2008, temparatur tertinggi terjadi pada bulan Mei dengan temparatur 34,4°C,

dan temparatur terendah pada bulan Agustus 20,2°C. Kalau dilihat dari tren

temparatur yang terjadi di Kota Banjarbaru, maka dapat dilihat adanya

kecenderungan meningkat dari tahun 2004 ke tahun 2006 kemudian menurun dari

tahun 2006 ke tahun 2008 yang dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa pada tahun 2004 temparatur udara rata-

rata per tahunnya adalah 26,5°C, sedangkan pada tahun 2008 temparatur mencapai

24,4°C.  Namun jika dilihat temparatur yang paling tinggi justru terjadi pada tahun

2006 yang mencapai 26,9°C. Temparatur tertinggi pada tahun 2006 mencapai

28,4°C yang terjadi pada bulan Oktober dan terendah terjadi pada bulan Agustus

tahun 2004 dengan temparatur 25,3°C.

6

2. Kelembaban

Kelembaban udara mempunyai kecenderungan peningkatan kualitas,

dimana pada tahun 2004 kelembaban 78,0% dan tahun 2008 kelembaban 85,50%.

Pada tahun 2004 masih ditemukan bulan yang mempunyai kelembaban 85,0%,

sedangkan pada tahun 2008 kelembaban tertinggi 89,1%. Kelembaban udara di

Kota Banjarbaru tahun 2004-2008 dapat dilihat pada tabel berikut  ini :

3. Curah Hujan

Curah hujan di Kota Banjarbaru dalam kurun waktu tahun 2004-2008

menggambarkan pola perkembangan kearah tren tertentu, terjadi kenaikan dari

tahun ketahun.  Curah hujan yang terjadi di Kota Banjarbaru periode tahun 2004-

2008 cukup bervariasi. Curah hujan terbesar terjadi pada tahun 2008 dengan rata-

rata perbulannya mencapai 427,2 mm per detiknya. Sehingga pada tahun 2008

tersebut Kota Banjarbaru mengalami genangan air hujan yang cukup besar pada

beberapa tempat di Kota Banjarbaru akan tetapi tidak mengalami terjadinya

benjana banjir.

7

Perkembangan curah hujan di Kota Banjarbaru tahun 2004-2008 dapat

dilihat pada tabel berikut ini :

Dari tabel di atas diketahui bahwa jumlah hari hujan juga mempengaruhi

kestabilan musim di Kota Banjarbaru.  Hari hujan yang terjadi pada periode tahun

2004-2008 di Kota Banjarbaru cukup bervariasi.  hal ini menunjukkan bahwa telah

terjadi pegeseran waktu dan musim yang berakibat pada sistem tata air yang ada di

Kota Banjarbaru. Berikut ini adalah keadaan hari hujan rata-rata di Kota

Banjarbaru tahun 2004-2008 sebagai berikut:

8

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Pengertian Pompa

Pompa adalah suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga mesin

yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke tempat

lain, dimana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan tekanan.

Pompa juga dapat diartikan sebagai alat untuk memindahkan energi dari pemutar

atau penggerak ke cairan ke bejana yang bertekanan yang lebih tinggi. Selain

dapat memindahkan cairan pompa juga berfungsi untuk meningkatkan kecepatan,

tekanan dan ketinggian cairan.

B. Klasifikasi Pompa

Berdasarkan klasifikasi standart yang sering dipakai. Ada tiga kelas yang

digunakan sekarang ini, sentirifugal, rotari, dan torak reciprocating. Istilah ini

hanyak berlaku pada mekanik fluida bukan pada desain pompa itu sendiri.Ini

penting karena banyak pompa yang dijual untuk keperluan yang khusus hanya

melihat detail dan desain yang terbaik saja sehingga masalah yang berdasarkan

9

kepada kelas dan jenis pompa menjadi sejumlah yang berbeda-beda sesuai dengan

pompa tersebut,

Untuk lebih jelas dapat dilihat klasifikasi pompa di bawah ini:

a. Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal mempunyai kontruksi sedemikian rupa sehingga aliran

zat cair yang keluar darimupller akan melalui sebuah bidang tegak lurus pompa

impeller di pasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros dan

pada ujung yang lain di pasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak

Pompa ditumpu oleh dua buah bantaklan. Sebuah packing atau perapat ipasang

pada bagian rumah yang ditempu untuk mencegah air yang bocor keluar atau

udara masuk ke dalam pompa

Gambar 2.1 Jenis – jenis Pompa Sentipugal

b. Pompa Rotari

10

Pompa jenis rotari terdiri dari casing tetap yang didalamnya terdapat roda -

roda gigi (gerak), sudu-sudu (vanes), torak-torak, bumbungan (cam), segmen,

sekrup-sekrup dan lain-lain yang beroperasi dengan jarak ruangan (regangan

/clerence) yang minimum. Pada pompa rotari cairan diperangkap atau dijebak, di

dorong ke casing yang tertutup, sama seperti torak pada pompa torak.

c. Pompa Torak (Reciprocating)

Pompa reciprocating mempunyai torak, plunger, diafragma yang bergerak

maju mundur didalam sebuah silinder. Silinder dilengkapi dengan katup – katup

isap dan buang. Gerakan dari torak, plunger, diafragma bersama – sama dengan

gerak yang sesuai dari katup – katup yang menyebabkan cairan mengisi dan

tersalur secara silih berganti dari silinder.

C. Gangguan Kerja Pompa

Pada setiap keterpasangan peralatan di pabrik terdapat gangguan kerja baik

gangguan yang datang dari luar peralatan maupun gangguan yang ada pada

peralatan tersebut. Gangguan kerja mempengaruhi kondisi peralatan sehingga

peralatan tidak beroperasi sesuai dengan standart yang ditentukan.

Pada pompa reciprocating, gangguan sering terjadi/terdapat adalah sebagai

berikut :

1. Turunnya tekanan pompa.

2. Adanya getaran bunyi yang tidak wajar.

3. Turunnya kapasitas pompa.

4. Berkurangnya daya motor penggerak.

5. Adanya kebocoran pada pompa.

11

Gangguan – gangguan kerja tersebut diatas dapat terjadi sewaktu – waktu,

untuk itu perlu direncanakan bagaimana penganggulangan yang dilakukan

terhadap setiap gangguan tersebut.

D. Tinggi Tekan Pompa

Selama perencanaan sistem pemompaan ada sejumlah elemen yang harus

diperhatikan tanpa memandang kelas dan jenis pompa apa yang dipilih untuk

instalasi tersebut. Elemen ini termasuk tinggi tekan (head), kapasitas, sifat cairan

yang dipompakan, pemipaan, penggerak dan ekonomi. Jadi, secara umum,

pembahasan salah satu faktor ini sama-sama berlaku untuk pompa sentrifugal,

rotari atau torak. Dengan demikian, tinggi tekan pompa biasanya tidak akan

diubah oleh kelas unit yang di pilih. Beberapa perkecualiannya yang timbul

umumnya terbatas pada jenis pompa tertentu dan akan ditunjukkan nanti.

Yang kadang-kadang dilalaikan selama perencanaan sisten adalah konsep

penting ekonomi desain yang bermula dari proyek dan berkelanjutan selama

pemakaiannya. Misalnya pengkajian tentang kondisi tinggi tekan dan lokasi

pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang

lama tanpa memperbesar harga awal proyek tersebut. Pemilihan ukuran pipa yang

bijak, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir atau beban masa

mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana perencanaan

pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam bentuk

keekonomian operasi. Jadi sementara bab ini membahas tinggi tekan (head) pada

pompa, ditinjau juga dari segi hidraulik praktis, juga diperhatikan bagaimana

persiapan pemilihan dapat mempengaruhi keseluruhan instalasi.

E. Sistem Pemipaan

Sistem pemipaaan berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu

fluida dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan

mesin atau pompa. Misalnya pipa yang dipakai untuk memindahkan minyak dari

tangki ke mesin, memindahkan minyak pada bantalan-bantalan dan juga

mentransfer air untuk keperluan pendinginan mesin ataupun untuk kebutuhan

sehari-hari diatas kapal serta masih banyak lagi fungsi lainnya. Sistem perpipaan

12

harus dilaksanakan sepraktis mungkin dengan minimum bengkokan dan

sambungan las atau brazing, sedapat mungkin dengan flens atau sambungan yang

dapat dilepaskan dan dipisahkan bila perlu. Semua pipa harus dilindungi dari

kerusakan mekanis. Sistem perpipaan ini harus ditumpu atau dijepit sedemikian

rupa untuk menghindari getaran. Sambungan pipa melalui sekat yang diisolasi

harus merupakan sambungan flens yang diijinkan dengan panjang yang cukup

tanpa merusak isolasi.Pada perancangan sistem instalasi diharapkan menghasilkan

suatu jaringan instalasi pipa yang efisien dimana aplikasinya baik dari segi

peletakan maupun segi keamanan dalam pengoperasian harus diperhatikan sesuai

peraturan-peraturan klasifikasi maupun dari spesifikasi installation guide dari

sistem pendukung permesinan. Sistem perpipaan merupakan sistem yang

kompleks di kapal untuk perencanaan dan pembangunannya. Sistem perpipaan

mempunyai hubungan yang sangat erat dengan prinsip-prinsip analisa static dan

dinamic stress, thermodinamic, teori aliran fluida untuk merencanakan keamanan

dan efisiensi jaringan pipa (network piping). Peletakan komponen yang akan

disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan untuk mengurangi hal-hal yang

tidak diinginkan seperti : panjang perpipaan, susunan yang kompleks,

menghindari pipa melalui daerah yang tidak boleh ditembus, menghindari

penembusan terhadap struktur kapal, ddl. Jalur instalasi pipa sedapat mungkin

direncanakan untuk mengindari stress yang terlalu tinggi pada struktur. Oleh

karena itu sebagai langkah awal maka dibuatlah suatu gambar diagram yang akan

menjelaskan keterkaitan antar komponen dalam suatu instalasi. Gambar diagram

sistem dibuat guna memastikan sistem akan memenuhi kebutuhan spesifikasi dan

seluruh elemen dari sistem saling compatible dengan yang lainnya. Diagram pipa

merupakan point awal untuk mengembangkan seluruh gambar-gambar perpipaan.

Diagram pipa menggambarkan komponen sistem dan hubungannya satu sama lain

dalam bentuk skematik.

F. Koefisien Limpasan

Koefisien limpasan (C) merupakan angka yang secara empiris dihitung

berdasarkan tiga parameter DAS, yakni tutupan lahan, tekstur tanah dan

kemiringan lereng. Pada penelitian ini,penentuan harga C diambil dari Soil and

13

Water Conservation Engineering, John Wiley & Son,1985 (tabel 2).Metode yang

digunakan untuk overlay ketiga data di atas adalah “intersect”, yakni pertama

meng-overlay tutupan lahan dan tekstur tanah, kemudian layer tersebut dioverlay

dengan peta kemiringan lereng.

1 Daerah pegunungan yang curam 0,75-0,9

2 Daerah pegunungan tersier 0,7-0,8

3 Tanah bergelombang dan hutan 0,5-0,75

4 Tanah dataran yang ditanami 0,45-0,6

5 Persawahan yang diairi 0,7-0,8

6 Sungai di daerah pegunungan 0,75-0.85

7 Sungai kecil di dataran 0,45-0,75

8 Sungai yang lebih besar dari setengah daerah

pengalirnnya

0,5-0,75

G. Catchment Area.

Untuk perencanaan suatu bangunan pemanfaatan air, system pemipaan dan

pemopaan, pengendalian banjir, bendung dan waduk ataupun bangunan air

lainnya, salah satu faktor yang sangat penting diketahui adalah sifat dan karakter

pengaliran daerah yang bersangkutan. Studi seperti yang dimaksudkan di atas

adalah sangat luas dan memerlukan data-data penunjang yang cukup, namun oleh

karena kita ingin mengetahui besaran debit banjir atau air, maka pembahasan

dipersempit pada pengetahuan tentang hujan yang jatuh dalam daerah pengaliran

atau catchment area.

Definisi catchment area ialah luas suata daerah yang dapat menangkap

jatuhnya hujan dan mengalirkan air limpasan (run-off), baik berupa limpasan

permukaan (surface run-off) maupun limpasan bawah permukaan (sub surface

run-off), ke arah stream sungai. Cara membuat catchment area adalah sebagai

berikut :

14

1. Ambil peta situasi skala 1 : 50.000 atau 1 : 100.000.

2. Pilih sungai utama yang akan diamati.

3. Tentukan lokasi rencana bangunan air sebagai titik observasi.

4. Buat garis batas catchment mulai dari titik observasi ke hulu meliputi

seluruh anak-cabang sungai-sungai yang berorientasi dengan sungai

utama.

5. Garis batas catchment berupa garis kontur atau garis tinggi atau puncak

gunung yang memisahkan dua atau lebih daerah pengaliran.

6. Jika garis batas catchment sudah sempurna, maka ukurlah luas catchment

dan panjang sungai utama dari anak-cabang sungai terpanjang hingga ke

titik observasi dalam satuan Km panjang. Perhatikan nilai konversi satuan

peta , misal untuk skala 1 : 50.000 angka konversi 1 cm = 500 m.

7. Tempatkan posisi stasiun-stasiun Penakar Hujan yang ke atas gambar peta.

H. Bilangan Reynolds

Dalam mekanika fluida, bilangan Reynolds

adalah rasio antara gaya inersia (vsρ) terhadap gaya viskos (μ/L) yang

mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran

tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang

berbeda, misalnya laminar dan turbulen. Namanya diambil dari Osborne

Reynolds(1842–1912) yang mengusulkannya pada tahun 1883.

Bilangan Reynold merupakan salah satu bilangan tak berdimensi yang

paling penting dalam mekanika fluida dan digunakan, seperti halnya dengan

bilangan tak berdimensi lain, untuk memberikan kriteria untuk menentukan

dynamic similitude. Jika dua pola aliran yang mirip secara geometris, mungkin

15

pada fluida yang berbeda dan laju alir yang berbeda pula, memiliki nilai bilangan

tak berdimensi yang relevan, keduanya disebut memiliki kemiripan dinamis.

Rumusan :

Rumus bilangan Reynolds umumnya diberikan sebagai berikut:

dengan:

vs – kecepatan fluida,

L – panjang karakteristik,

μ – viskositas absolut fluida dinamis,

ν – viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ,

ρ – kerapatan (densitas) fluida.

Misalnya pada aliran dalam pipa, panjang karakteristik adalah diameter pipa, jika

penampang pipa bulat, atau diameter hidraulik, untuk penampang tak bulat.

16

BAB III

ASPEK DALAM PERENCANAAN

A. Aspek Topografi

a. Luas Area Tambang

Lokasi tambang berjarak 220 km dari Banjarmasin Ibukota Provinsi

Kalimantan Selatan. PT Adaro Indonesia memulai kegiatan eksplorasi pada tahun

1982. Studi kelayakan dibuat pada tahun 1998, dan pada tahun 1990 kegiatan

konstruksi tambang dimulai. Wilayah kontrak PT Adaro Indonesia yang pada

awalnya seluas 1.480 km persegi, diciutkan berdasarkan hasil eksplorasi menjadi

335 km persegi saja.

b. Kontur Tanah

Keadaan topografi didaerah tambang PT Adaro adalah landai dari

ketinggian 30 meter diatas permukaan laut dan kondisi berawa, sedangkan daerah

perbukitannya stinggi 200 meter dan banyak dialiri sungai-sungai kecil. Pada

daerah yang lebih rendah dipenuhi oleh sawah masyarakat, perkebunan karet dan

padang rumput, sedangkan daerah perbukitannya dipenuhi dengan hutan.

c. Elevasi Permukaan Tanah

Di daerah sekitar lokasi penambangan PT Adaro Indonesia

merupakan daerah dengan relief permukaan yang didominasi oleh pegunungan,

hutan, perkebunan dengan kemiringan yang tidak begitu curam. Hal ini tidak

berbeda jauh dengan daerah lingkar tambang. Daerah sekitar tambang juga

merupakan daerah pegunungan dengan elevasi sekitar –.

17

B. Aspek Hidrologi

a. Data Curah Hujan

Curah hujan adalah Besaran yang menyatakan tebalnya air hujan yang

jatuh ke tanah dalam waktu tertentu dimana tidak terserap ataupun menguap

kembali ke atmosfer

Curah hujan 1 (satu) millimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi

pada tempat yang datar tertampung air setinggi satu millimeter atau tertampung

air sebanyak satu liter.

Tebalnya hujan pada setiap tempat dapat diketahui dengan pengukuran

curah hujan. Alat pengukur hujan disebut penakar hujan. Diseluruh indonesia

pada saat ini terdapat lebih kurang 4000 unit alat penakar hujan. Alat pengukur

curah hujan biasa berfungsi untuk mengukur jumlah hujan yang jatuh selama 24

jam pada suatu gelas ukur. Sedangkan alat pancatat hujan otomatis mencatat

jumlah curah hujan pada kertas pencatat yang setiap hari atau minggunya diganti

dengan baru.

Tabel 2

Jumlah Curah Hujan dan Hari Hujan Setiap Bulan

Tahun 2006

NO BULANJumlah Curah

Hujan (mm)

Jumlah Hari Hujan

(mm)

1. Januari 362,6 28

2. Pebruari 345,9 26

3. Maret 294,8 26

4. April 219,3 20

5. Mei 72,5 15

6. Juni 188,2 30

7. Juli 24,7 11

8. Agustus 4,6 6

18

9. September 2,9 2

10. Oktober 16,5 1

11. Nopember 155,6 18

12. Desember 408,4 21

Rata-rata 174,7 17

Sumber : Stasiun Klimatologi Banjarbaru

b. Data Debit Air

Debit adalah laju aliran sungai (dalam bentuk volume air) yang melewati

suatu penampang melintang sungai per satuan waktu.

Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter

kubik perdetik (m3/s).

Rumus Menghitung Debit Air Limpasan, yaitu :

Q = 0,278 C I A

Keterangan :

C : Koefisin Limpasan

I : Intensitas Hujan (mm/Jam)

A : Luas Daerah (Km2)

Pada lokasi penambangan PT Adaro Indonesia yang berada di lokasi

Kabupaten Tabalong curah hujan tertinggi tahun 2006 pada bulan Desember yaitu

sebanyak 408 mm/21 hari.

Dengan menggunakan rumus diatas dapat dicari besarnya debit pada lokasi

penambangan PT Adaro Indonesia adalah :

Diketahui : C = 0,9

I = 408 mm/ 21 hari = 408 mm/504 jam

A = 3 Hektar = 0,03 Km2

19

Ditanya : Q ...?

Penyelesaian :

Q = 0,278 C I A

= 0,278 x 0,9 x 408/504 x 0,03

= 0,00607 m3/s

Jadi besarnya debit air limpasan pada lokasi PT Adaro Indonesia adalah

sebesar 0,00607 m3/s.

c. Saluran Air Yang Ada

Saluran air yang biasa digunakan untuk membuang sisa air asam tambang

dapat berupa :

1. Aliran saluran terbuka (Open Channel Flow)

2. Aliran Saluran tertutup

Keduanya dalam beberapa hal adalah sama, berbeda dalam satu hal yang

penting, yaitu :

1. Aliran pada saluran terbuka harus memiliki permukaan bebas

yang dipengaruhi oleh tekanan udara bebas (P atmosphere)

2. Aliran pada pipa tidak dipengaruhi oleh tekanan udara secara

langsung kecuali oleh tekanan hydraulic (y)

3. Perhitungan pada saluran terbuka lebih rumit dari pada

perhitungan pipa.

4. Bentuk penampang yang tidak teratur (terutama sungai)

5. Sulit menentukan kekasaran (sungai berbatu sedangkan pipa

tembaga licin).

6. Kesulitan pengumpulan data di lapangan.

20

Perbandingan dari rumus energi untuk kedua tipe aliran tersebut adalah :

Aliran pada saluran tertutup

h1 + = h2 +hf

Aliran pada saluran terbuka

h1 + = h2 + + hf

Pada perancangan instalasi pembuangan air asam tambang (sump) ini kita

menggunakan instalasi dengan saluran tertutup mengingat karena debit air pada

lubang galian ini kecil sehingga, jenis saluran tertutup sangat cocok pada lubang

galian ini. Jadi dalam rancangan instalasi pembuangan air asam tambang ini kita

cukup memakai pipa sebagai saluran pembuangannya dan juga biaya yang kita

keluarkan lebih kecil apabila kita menggunakan jenis saluran terbuka.

C. Aspek Perancangan

a. Gambar Sump

21

b. Biaya Rancangan

Di dalam perencanaan masalah biaya, kita harus benar-benar teliti,

sehingga cost yang digunakan dalam pengolahan instalasi ini tidak terlalu besar

sehingga berpengaruh pada profit tambang yang kita peroleh. Tentu saja hal ini

bukan menjadi patokan utama, kualitas material yang digunakan dalam

pembangunan instalasi ini tetap juga harus kita pertimbangkan. Apabila harga

material tersebut murah, tetapi kualitasnya jelek, hal ini malah memerlukan biaya

yang mahal (perawatan).

Untuk menghitung cost, terlebih dahulu kita menentukan jenis pipa dan

pompa yang akan kita gunakan. Untuk pipa, kita menggunakan pipa dengan

diameter 3 inch, hal ini dikarenakan debit limpasan lubang galian ini cukup besar.

Untuk pompa, kita terlebih dahulu harus menghitung berapa kapasitas pompa

yang digunakan.

Diketahui : Q = 0,00607 lt/s t = 143 hari

D1 = 3 inch = 0,0762 m

D2 = 2 inch = 0,0508 m

Ditanya : V...?

Jawab :

A1 = 0,25 л D12

= 0,25 x 3,14 x (0,07622)

= 0,0045 m2

A2 = 0,25 л D22

= 0,25 x 3,14 x (0,05082)

= 0,00202 m2

V1 = Q / A1

= 0,00607 / 0,0045

= 1,33 m/s

V2 = Q / A2

= 0,00607 / 0,00202

22

= 2,99 m/s

v = Q l

= 0,00607 x 12337920

= 74891,174 m3

= 74891174 liter

Jadi volume air yang menggenangi area tambang adalah sebesar 74891174 liter.

H = v / Luas area

= 74891,174 / 30000 m

= 2,5 m

Jadi, tinggi genangan air adalah 2,5 m

Setelah diketahui jenis pompa yang digunakan, kita dapat menghitung

berapa cost yang akan kita anggarkan untuk pengerjaan instalasi ini. Akan tetapi

pada pengerjaan instalasi anggaran dibatasi, yaitu tidak lebih dari anggaran yang

telah ditetapkan.

Tabel 3

Anggaran biaya pemasangan instalasi pipa pembuangan

No Bahan Jumlah Harga/satuan Pengeluaran

A Bahan

1 Pipa PVC D = 3

inch

7 btg @Rp. 60.000/ 4

m

Rp. 420.000

2 Pipa PVC D = 2

inch

15 btg @Rp. 40.000/ 4

m

Rp. 600.000

3 Sambungan Elbow

900

8 buah @Rp. 5.000 Rp. 40.000

4 Sambungan Datar 16 buah @Rp. 4.500 Rp. 72.000

5 Katup 2 buah @Rp. 10.000 Rp. 20.000

6 Saringan 1 Buah @Rp. 20.000 Rp. 20.000

7 Pompa 1 Buah @Rp. 3.200.000 Rp. 3.400.000

8 Lem Pipa 5 Buah @Rp. 11.000 Rp. 55.000

B Upah Pekerja

1 Mandor 1 @Rp.50.000/hari Rp. 50.000

23

2 Pekerja 3 @Rp.30.000/hari Rp. 90.000

Total Pengeluaran Rp. 4.767.000

BAB IV

INSTALASI DAN PERAWATAN

A. Pemasangan Pompa dan Pipa Lokasi Tambang

a. Pemasangan Pompa

Pada pemasangan pompa untuk instalasi air ini menggunakan

pompa berukuran biasa mengingat jumlah air yang terdapat pada

bekas galian yang tidak terlalu banyak. Pemasangan pompa haruslah

berada lebih dekat dengan sisi hisap daripada sisi buang, hal ini

dilakukan agar pompa tidak menghisap air terlalu jauh yang dapat

berakibat cepat rusaknya pompa. Pemasangan pompa hruslah berada

pada posisi yang stabil dan aman serta terlindung adari hujan agar

pompa tidak cepat mengalami korosi(berkarat).

b. Pemasangan Jaringan Pipa

Pada dasarnya sistem pipa dan detail untuk setiap industri

atau pengilangan tidaklah jauh berbeda, perbedaan-perbedaan

mungkin terjadi hanya pada kondisi khusus atau batasan tertentu yang

diminta pada setiap proyek.

Jenis pipa secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua

bagian, yaitu:

1. Jenis pipa tanpa sambungan (Pembuatan pipa tanpa sambungan)

2. Jenis pipa dengan sambungan (Pembuatan pipa dengan

pengelasan)

Adapun bahan-bahan pipa secara umum adalah :

1. Carbon Steel

2. Carbon Moly

3. Galvenees

4. Ferro Nikel

5. Stainless Steel

6. PVC

24

7. Chrome Moly

Komponen perpipaan harus dibuat berdasarkan spesifikasi standar

yang terdaftar dalam simbol dan kode yang telah dibuat atau dipilih sebelumnya.

Komponen perpipaan perpipaan yang dimaksud di sini meliputi, yaitu :

1. Pipes (pipa-pipa)

2. Flanges (flens-flens)

3. Fittings (sambungan)

4. Valves (katup-katup)

5. Bolting (baut-baut)

6. Gasket

7. Special Items (bagian khusus)

Pemasangan pipa diatas tanah dapat dilakukan pada rak pipa (pipe

rack) diatas penyangga-penyangga pipa, atau diatas dudukan pipa (sleeper). Pada

pemasangan pipa diatas tanah ini dapat pula dimasukkan pipa peralatan yaitu yang

meliputi pipa kolom dan vessel, pipa exchanger, pipa pompa dan turbin, pipa

kompresor, dan pipa utilitas.

Jenis material yang umum digunakan antara lain adalah :

Carbon steel piping (pipa baja Karbon)

Pipa ini banyak digunakan karena mudah dipasang, tapi untuk melindungi karat

dari luar biasanya dilapas dengan bahan anti karat. Bahan anti karat ini lebih baik

menggunkanan pelapis plastik seperti scotch kote atau plicoflex, karena lebih

tahan daripada pelapis dari aspal atau residu

Cast Iron Water Pipe (besi tuang pipa air)

Digunakan untuk pembuangan air dengan tekanan tertentu

Concrete pipe (pipa beton)

Digunakan untuk pembuangan kotoran air dengan ukuran 24’’ atau lebih

Concrete Lined steel pipe (pipa baja dilapisi semen)

Pipa ini digunakan untuk pembuangan kotoran cairan yang korosif serta

mempunyai tekanan diatas kemampuan pipa besi tuang

Duriron Pipe

25

Pipa ini digunakan untuk pembuangan cairan dengan tingkat korosi yang tinggi.

Pipa ini sangat getas seperti gelas, sehingga harus hati-hati dalam pengangkutan

dan pemasangan.

c. Perawatan Instalasi

Perawatan terhadap instalasi air ini haruslah dilakukan secara

rutin dan berkala, hal dilakukan agar dapat terus menjaga daya kerja

instalasi ini agar dapat terus bekerja lebih lama daripada instalasi yang

tanpa perawatan. Dalam hal ini kita juga dapat lebih menghemat biaya

pengeluaran.

d. Perawatan Berkala

Pompa yang digunakan untuk mengeluarkan atau menghisap

air asam tambang atau Sumb harus diperiksa kondisinya pompanya

Apakah masih dalam kondisi yang bagus ? serta harus dilakukan

perawatan secara berkala, meluputi pembersihan tadah isap dan pipa

isap, pemeriksaan kondisi operasi, serta kinerja pompanya.

Pemakaian pompa secara terus-menerus perlu di imbangi

dengan maintence yang berkala, agar kinerja pompa dan pipa dapat

maksimal. Pengecekan terhadap hamparan pipa perlu dilakukan,

sehingga kita dapat mengetahui apakah terdapat kebocoran tau hal-

hal lain yang menyebabkan terhambatnya kinerja pompa.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan agar kinerja pompa

dapat maksimal antara lain :

1. Operasikan pompa mendekati titik efisiensi terbaiknya (BEP)

2. Pastikan NPSH yang cukup pada lokasi pemasangan

3. Modifikasi sistim pompa dan kehilangan pompa untuk

meminimalkan penyumbatan.

4. Pastikan ketersediaan instrumen dasar pada pompa seperti

pengukur tekanan, pengukur aliran

5. Sesuaikan terhadap variasi beban dengan menggunakan

penggerak kecepatan yang bervariasi atau pengendali

berurutan dari unit yang banyak.

26

6. Hindari pengoperasian lebih dari satu pompa untuk

penggunaan yang sama

7. Gunakan pompa pendorong/booster untuk beban kecil yang

memerlukan tekanan yang lebih tinggi

8. Untuk memperbaiki kinerja alat penukar panas, kurangi

perbedaan suhu antara saluran masuk dan keluar daripada

meningkatkan debit aliran

9. Perbaiki sil dan paking untuk meminimalkan kehilangan air

oleh tetesan

10. Seimbangkan sistim untuk meminimalkan aliran dan

menurunkan permintaan daya pompa

11. Hindari head pemompaan dengan penggunaan pengembalian

jatuh bebas (gravitasi), dan gunakan efek sifon

12. Lakukan keseimbangan air untuk meminimalkan pemakaian

air, dengan demikian mengoptimumkan pengoperasian pompa

13. Hindari pensirkulasian ulang air pendingin dalam Genset

Diesel, kompresor udara, sistim pendinginan, pompa air umpan

menara pendingin, pompa kondensor dan pompa proses

14. Pada operasi banyak pompa, padukan secara hati-hati operasi

pompa untuk menghindarkan penyumbatan saluran

15. Ganti pompa yang sudah tua dengan pompa yang efisien

energinya

16. Perbaiki efisiensi pompa yang ukurannya berlebih, pasang

penggerak kecepatan yang bervariasi, turunkan ukuran/ganti

impeler, atau ganti dengan pompa yang lebih kecil

17. Optimalkan jumlah tahap dalam pompa multi-tahap jika

terdapat keuntungan pada tekanan keluar.

18. Kurangi tahanan sistim dengan cara pengkajian penurunan

tekanan dan optimalisasi ukuran pipa

19. Periksa secara teratur getarannya untuk memperkirakan

kerusakan pada bantalan, kesalahan penggabungan,

ketidakseimbangan, kelonggaran fondasi dll.

27

Untuk perawatan secara berkala sebaiknya dilakukan setiap 1-2minggu sekali.

Jadi pada saat perawatan berkala dilakukan pengecekan secara menyeluruh mulai

dari pipa pembuangan, kolam pengendapan sampai dengan pompa. Sehingga

kinerja instalasi pipa pembuangan tersebut dapat bekerja dengan maksimal.

e. Perawatan Inspeksi

Untuk perawatan inpeksi pompa agar pompa tersebut dapat bekerja

secara optimal kita harus memperhatikan hal –hal atau prosedur pemeriksaan

adalah sebgai berikut :

1. Pemeriksaan tanda isap dan pipa isap

Jika pada pembangunan instalasi ada benda asing, kotoran dan sampah yang

masuk ke dalam pipa atau tadah isap, maka pompa akan mengalami

gangguan yang serius. Karena itu pompa harus diperiksa sebelum diuji coba

dan benda-benda yang dapat mengganggu dan merusak harus disingkirkan.

2. Pemeriksaan sistem listrik

Ketepatan kapasitas pemutus sirkit, harga preset rele arus lebih, dan ukuran

serta sambungan kabel harus diyakinkan. Untuk motor, terutama motor

benam, tahanan isolasinya harus diukur dan dipastikan bahwa harganya

sesuai dengan jaminan paberiknya.

3. Pemeriksaan kelurusan

Kelurusan poros pompa dan motor harus diperiksa karena menimbulkan

keausan yang cepat pada bantalan serta getaran yang besar pada mesin.

Sehingga akan menyebabkan kinerja pompa akan terhambat.

4. Pemeriksaan minyak pelumas bantalan

Gemuk dan minyak untuk bantalan harus diperiksa kebersihannya dan

jumlahnya.

5. Pemeriksaan dengan memutar poros

Poros harus dapat berputar dengan halus jika diputar dengan tangan.

6. Pemeriksaan pipa alat pembantu

Semua katup pada sistem pipa pembantu seperti pipapendingin, pip[a perapat

untuk perapat mekanis, dan pipa pengimbang, harus terbuka penuh. Jumlah

28

dan tekanan air pendingin dan air pelumas harus sesuai dengan persyaratan

yang ditetapkan.

7. Pemeriksaan katup

Katup yang dipasang ditengah-tengah pipa isap (pada sistem isapan dengan

dorongan) harus dipastikan dalam kondisi terbuka penuh.

8. Memancing

Pompa harus dipancing dengan mengisi penuh pompa dan pipa isap dengan

zat cair.

9. Pemanasan/pendinginan awal

Untuk pompa bertemperatus tinggi (atau pompabertemperatur rendah), zat

cair dengan temperatur tinggi (rendah) harus secara berangsur-angsur

dimasukan ke dalam pompa untuk pemanasan (atau pendinginan) awal

sebelum pompa dijalankan.

10. Pemeriksaan arah putaran

Pemeriksaan arah putaran biasanya dilakukan dengan terlebih dahulu

melepas kopling atau sabuk yang menghubungkan pompa dengan motor

penggerak. Motor di hidupkan sendiri dan diperiksa putarannya.

11. Penanganan katup keluar pada waktu seri

Katup pada pipa keluar harus dalam keadaan trbuka penuh atau tertutup

penuh, tergantung pada jenis pompa yang digunakan.

Perhitungan Head Losses

Dengan perhitungan head losses adalah sebagai berikut:

Diketahui :

f belokan = 0,3

f katup = 0,08

D1 = 0,0762 m

D2 = 0,0508 m

L1 = 27 m

L2 = 57 m

Z 1 = 17 m

29

Z 2 = 25 m

g = 9,81 m/s

V1 = 1,33 m/s

V2 = 2,99 m/s

P/γ : diasumsikan = 0

Diketahui :

Viskositas ( ) = 300 = 0,802 x 10-6

V1 = 1,33 m/s

V2 = 2,99 m/s

D1 = 0,0762 m = sisi isap

D2 = 0,0508 m = sisi buang

Ditanya : Re1 dan Re2...?

f1 dan f2...?

= 126366,584 (Jenis Aliran Turbulen)

= 0,0167

Jadi nilai dari f gesekan dengan f saringan adalah sama, yaitu 0,0167

= 189391,521 (Jenis Aliran Turbulen)

30

= 0,0151

Jadi nilai dari f gesekan adalah 0,0151

Ditanya : Head Losses pompa...?

Jawab :

1. Mayor Losses

a. Sisi isap

Hf gesekan =

=

= 0,533

b. Sisi buang

Hf gesekan =

=

= 7,72

∑Hf mayor losses = 0,533 + 7,72 = 8,253

2. Minor Losses

a. Sisi isap

Hl saringan =

=

31

= 0,001505 x 1 = 0,0015

Hl belokan =

= 0,3 x

= 0,02704 x 1 = 0,027

Hl katup =

=

= 0,007212 x 1 = 0,00721

∑Hl sisi hisap = 0,001505 + 0,02704 + 0,00721

= 0,0357

b. Sisi buang

Hl katup =

=

= 0,0364 x 1 = 0,0364

Hl belokan =

=

= 0,136 x 7 = 0,957

∑Hl sisi buang = 0,0364 + 0,957 = 0,993

∑Hl minor losses = ∑Hl sisi hisap + ∑Hl sisi buang

= 0,0357+ 0,993

32

= 1,029

Total ∑HL = ∑Hf mayor losses + ∑Hl minor losses

= 8,254 + 1,029

= 9,283

Dengan menggunakan persamaan Bernoulli:

H =

= 1,198

Kesimpulan: Dalam pemilihan pompa harus diperhatikan spesifikasi pompa

yang memiliki head losses lebih besar dari 1,198 agar air dapat

dipompa ke luar dari Sump.

B. Gambar Rancangan Instalasi Pompa dan Pipa

Keterangan :

1. = Fluida 4. = Sambungan Pipa Lurus

33

2. = Saringan 5. = Katup

3. = Sambungan Pipa 900 6. = Pompa

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah tentang perancangan

instalasi pipa pembuangan air asam tambang adalah sebagai berikut, yaitu:Kita

dapat mengetahui cara dalam pembuatan perencanaan instalasi pipa mengenai

pembuangan air asam tambang secara benar sehingga tidak merusak lingkungan

sekitar tambang.

1. Dalam perencanaan instalasi pipa kita harus mengetahui semua aspek

yang dapat menunjang dalam pembuatan instalasi pipa sehingga dalam

pembuangan air asam tambang dapat berjalan dengan maksimal.

Aspek-aspek tersebut meliputi :

- Aspek topografi

- Aspek hidrologi

- Aspek hidrolika

- Aspek perancangan

- Instalasi/pemasangan

- Aspek perawatan

2. Dalam aspek Topografi kita dapat mengetahui tentang hal-hal yang

berhubungan dengan peta lokasi, kontur tanah, luas tanah, elevasi sehingga

kita dapat memperkirakan letak atau posisi yang tepat dalam merencanakan

instalasi pembunagan air asam tambang secara benar.

3. Dalam aspek Hidrologi kita dapat mengetahui tentang hal-hal yang

berhubungan dengan data curah hujan baik primer maupun sekunder sehingga

34

kita dapat menentukan besarnya debit air limpasan dari data curah hujan

tertinggi selama satu tahun.

Adapun rumus debit yang dipakai dalam perhitungan yaitu :

Q = 0,278 C I A

Keterangan :

C : Koefisien Limpasaan

I : Intensitas Hujan (mm/jam)

A : Luas Penampang

4. Pada rancangan instalasi pipa pembuangan air asam tambang ini

menggunakan saluran tertutup karena debit air limpasan pada bekas

lubang galian kecil dan memperhitungkan biaya yang dikeluarkan

untuk membuat instalasi ini secara maksimal.

5. Dalam aspek perancangan dan instalasi (pemasangan) kita dapat

mengetahui tentang hal-hal yang berhubungan dengan perencanaan

pemasangan pipa secara benar serta perawatan pipa secara berkala

maupun secara inspeksi. Dalam perencanaan pemasangan pipa kita

harus mengetahui bahan-bahan yang akan dipakai dalam perencanaan

serta memperhatikan penempatan pompa, pondasi, urutan pemasangan,

serta pemerikasaan kelurusan. Pada pompa yang dipakai secara terus-

menerus harus dilakukan pemerikasaan dan perawatan secara berkala

sehingga kerja pompa akan maksimal

B. Saran

Dalam pembuatan rancangan instalasi pipa pembuagan air asam

tambang sangat membutuhkan perhitungan yang sangat tepat dan sangat

efisien sehingga rancangan tersebut dapat berguna dan dapat dimanfaatkan

secara maksimal karena apabila dalam pembuatan rancangan instalasi pipa

itu secara sembarangan akan mempunyai dampak yang sangat fatal baik dari

segi lingkungan maupun secara ekonomis. Kita harus mengetahui semua

35

aspek-aspek yang dibutuhkan dalam perencanaan instalasi pipa secara detail

dan terperinci sehingga dalam pembuatan instalsi pipa dapat sempurna dan

ekonomis.

36