Pemodelan Penyebaran NAF dan PAF Pada Daerah Penambangan Batubara Pit Terbuka Di Muara Lawa, Kabupaten Kutai Barat, Kalimantan Timur

Transkripsi

1 Pemodelan Penyebaran NAF dan PAF Pada Daerah Penambangan Batubara Pit Terbuka Di Muara Lawa, Kabupaten Kutai Barat, Kalimantan Timur Shalaho Dina Devy 1,2, Heru Hendrayana 1, Dony Prakasa E.P 1, dan Eko Sugiharto 3 1) Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta 2) Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman, Samarinda 3) Pusat Studi Lingkungan Hidup, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta azvy_05@yahoo.co.id ABSTRAK Dampak penambangan batubara pit terbuka adalah munculnya Air Asam Tambang (AAT) di sekitar lingkungan penambangan yang mempengaruhi kualitas air tambang, biota air, kualitas air dan tanah. Oleh karena itu, tindakan awal untuk mengantisipasi dampak tersebut, maka dilakukan pencegahan dengan cara mengidentifikasi batuan yang berpotensi asam dan memodelkan penyebarannya. Kajian geologi dan mineralogi batuan berperan dalam mengetahui penyebaran batuan Potential Acid Formning (PAF) dan Non Acid Forming (NAF). Kawasan tambang yang digunakan sebagai model penelitian berada di Kecamatan Muara Lawa, Kabupaten Kutai Barat, Kalimantan Timur. Hasil dari penelitian mengidikasikan, bahwa dominasi PAF berada di lapisan batulempung kemudian diikuti batulanau dan batupasir dengan penyebaran mengikuti struktur sinklin yang terbatas di lapisan bawah (floor) dan lapisan antara (inter burden) pada batubara. Sementara itu, batuan NAF menyebar menempati daerah selain batuan PAF. Kata kunci: penambangan pit terbuka, penyebaran batuan, kualitas air ABSTRACT The impact of open pit coal mining is the emergence of Acid Mine Water (AMD) around the mining environment that affect the quality of the mine water, aquatic biota, water and soil quality. Therefore, in order to anticipate the impact of the initial action, the prevention efforts by identifying the rock geochemistry and rock geochemical modeling as a guide for the mining plan. Geological and geochemical study of rocks is important in knowing the distribution of rock Potential Acid Formning (PAF) and Non Acid Forming (NAF). Mining area which is used as a research model was in Muara Lawa, West Kutai regency, East Kalimantan province. The results of the study indicate, that the dominance of PAF are in layers followed by claystone, siltstone, and sandstone with the distribution of rock following the syncline structure in the bottom (floor) layer and in the inter-burden layer on coal. Meanwhile, rock NAF spread in areas other than rock PAF. Keywords: open pit mining, distribution of rock, water quality Pendahuluan Muara Lawa masuk dalam tiga formasi dari Cekungan Kutai, yaitu Formasi Pamaluan, Pulaubalang, dan Balikpapan (Koesdarsono dkk, [6] dan Van Bemmelen, [10]), seperti terlihat pada peta geologi regional daerah penelitian pada Gambar 1. Ketiga formasi ini membentuk struktur Sinklin Lampanan yang membentang dari timur laut menuju ke barat daya (Supriatna dkk, [7]). Melimpahnya cadangan batubara dari ketiga formasi tersebut, maka berakibat banyak perusahan yang melakukan aktivitas penambangan batubara dengan menggunakan metode penambangan pit terbuka (Atkinson, [1]). Salah satu dampak dari penambangan batubara pit terbuka adalah terbentuknya AAT. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

2 0 41'40"S Tomk A '20"E C Tmbp S. Perak Tmpb '40"E S. Lawa Samut Dilangputi Suwakalang '0"E Batang 0 41'40"S PETA GEOLOGI REGIONAL E Kilometers Kecamatan : Muara Lawa Kabupaten : Kutai Barat Propinsi : Kalimantan Timur K e t e r a n g a n : "/!H Batas daerah model penelitian Batas daerah target penelitian Batas administrasi Kota kabupaten Kota kecamatan Jaringan jalan Jaringan sungai 0 50'0"S Dasam Tomp Jelimusibak 0 50'0"S Formasi Geologi Tmbp (Formasi Balikpapan) Tmpb (Formasi Pulaubalang) Tomp (Formasi Pamaluan) Tomk (Formasi Karamuan) '20"E B '40"E D '0"E Peta Situasi 114 0'0"E '0"E 117 0'0"E A C B D '0"S 0 0'0" Formasi Geologi: Tmbp (Formasi Balikpapan) Tmpb (Formasi Pulaubalang) Tomp (Formasi Pamaluan) Toty (Formasi Tuyu) Tet (Formasi Tanjung) Kapuas Hulu Kutai Timur Bontang Murung Raya Kutai Kartanegara Kutai Barat Lokasi Penelitian Samarinda Gunung Mas Barito Utara Penajam Paser Balikpapan Utara Kapuas Pasir Pulang Pisau Barito Selatan Selat Makasar Palangka Raya Barito Timur Tabalong Katingan 114 0'0"E '0"E 117 0'0"E Sumber Data : 1. Peta Rupa Bumi Indonesia, skala 1 : , Bakorsutanal 2. Peta Geologi Bersistem, skala 1: Supriatna dkk., Mine Plan Dept. PT. TCM, 2013 Di susun Oleh : Shalaho Dina Devy Jurusan Teknik Geologi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta '0" 1 30'0"S Gambar 1. Peta geologi daerah penelitian AAT merupakan air asam yang timbul akibat aktivitas penambangan yang berupa air lindian (leachate), rembesan (seapage), atau aliran (drainage). AAT adalah air yang bersifat asam mempunyai tingkat keasaman tinggi yang sering ditandai dengan nilai ph rendah (< 5) sebagai akibat dari reaksi oksidasi mineral sulfida, seperti pirit (FeS2), yang terpapar di udara dengan kehadiran air (Costello, [2] dan Gautama, [3]). Salah satu upaya pencegahan terhadap paparan antara mineral sulfida dengan air dan udara adalah dengan mengidentifikasi keberadaan mineralogi batuan berpotensi pembentuk keasaman (PAF) dan yang tidak berpotensi membentuk keasaman (NAF) (Scott et.al, [8]). Identifikasi batuan PAF/NAF berdasarkan pada data pemboran Acid Mine Drainage (AMD) yang dianalisis dengan Uji Statik metode NAPP di di Laboratorium Coal dan AMD PT. TCM di Bunyut, Kutai Barat. Berdasarkan reverensi, penelitian terdahulu yang melakukan penelitian pola sebaran batuan PAF/NAF hanya menggunakan metode interpolasi berdasarkan sebaran ph batuan dari PAF/NAF tanpa menggunakan metode penentuan nilai ph acuan yang digunakan sebagai data interpolasi, seperti penelitian yang dilakukan oleh Zulkarnain dan Abdiyanto [9] di lokasi penambangan batubara di Berau, Kalimantan Timur. Sementara itu, pada penelitian ini menerapkan metode Uji Statik dengan menggunakan metode NAPP (Net Acid Producing Potential) yang selanjutnya dibuat pemodelan pola penyebaran NAPP dengan metode blok (block model). Metode NAPP Metode Penelitian Metode penentuan geokimia batuan menggunakan Uji Statik metode NAPP. Metode NAPP adalah metode pencegahan pembentukan AAT melalui identifikasi dari karakteristik batuan yang mengandung mineral sulfida yang menitikberatkan pada analisis potensi keasaman tanah/batuan daerah tambang, yaitu berupa berat kg H2SO4 tiap ton (Ian dkk, [4]). Parameter acuan untuk mengetahui potensi PAF atau NAF pada metode NAPP berdasarkan pada perbandingan antara nilai NAPP dengan NAG ph (Net Acid Generation) yang penggolongannya terlihat pada Tabel 1. Tahapan metodologi pemodelan sebaran PAF dan NAF dapat dilihat pada Gambar 2. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

3 Tabel 1. Kriteria batuan PAF dan NAF Parameter NAPP 0 dan NAG ph 4,5 NAPP > 0 dan NAG ph < 4,5 NAPP > 0 dan NAG ph > 4,5 atau NAPP 0 dan NAG ph < 4,5 Sumber: Marthen [5] dan Ian dkk, [4] Kriteria NAF PAF Uncertain Mulai Data pemboran full coring geoteknik/amd Analisis NAPP di Laboratorium Coal dan AMD, PT. TCM Pemodelan sebaran NAPP dengan model blok Sebaran & dimensi PAF/NAF/Uncertain Peta RBI, peta topografi daerah target penelitian Tumpang susun Peta sebaran PAF dan NAF daerah penelitian berdasarkan NAPP Selesai Gambar 2. Diagram alir metodologi pemodelan sebaran batuan PAF dan NAF daerah penelitian Pengambilan sampel Sampel yang digunakan dalam analisis berasal dari pemboran full coring pemboran AMD yang berupa batuan inti (core) dari 17 titik bor. Sampel diambil rata-rata tiap interval kedalaman 0,5-1,6 meter dari titik bor yang pemilihannya dipengaruhi oleh jenis batuan dan kedalaman lubang pemboran. Pengambilan interval disesuaikan dengan kebutuhan data yang didasarkan pada perubahan litologi. Pendeskripsian batuan dilakukan secara langsung setelah core keluar dari core barrel dan dilakukan logging dengan cepat pada sampel core. Selanjutnya, sampel disegel, dilaminasi dan dibungkus dengan kertas alumunium foil sehingga tidak mengalami kontaminasi dengan udara, terjaga suhu dan kelembabannya. Setelah pembungkusan dan penyegelan sampel dibawa ke laboratorium. Kenampakan sampel dari lapangan yang terbungkus dan tersegel dapat dilihat pada Gambar 3. Jenis batuan yang diambil berupa batuan sedimen, antara lain: batulempung, batulanau, dan batupasir. Sampel-sampel tersebut digunakan sebagai database batuan untuk penghitungan nilai NAPP. Selanjutnya, nilai NAPP lapisan PAF/NAF digunakan sebagai data masukkan untuk pemodelan metode model blok dengan software surpac vision. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

4 Gambar 3. Kenampakan sampel yang terbungkus dan tersegel (PT. TCM) Analisis Uji Statik metode NAPP Menurut Marthen (2013) dan Ian dkk,[4], bahwa analisis metode NAPP terdiri dari analisis % TS, NAG ph, dan ANC. % TS merupakan jumlah kandungan sulfur (organik/anorganik) dalam sampel batuan yang mengindikasikan jumlah asam sulfat yang terbentuk pada proses oksidasi dan reduksi dalam sampel. Prinsip kerja analisis TS yaitu dengan memijarkan sampel mencapai suhu ± C ke dalam furnace type Lecco S-144DR. Oksida-oksida sulfur yang dihasilkan dari proses pemijaran ditangkap oleh sensor pendeteksi sulfur untuk mengetahui % sulfur. NAG merupakan analisis jumlah potensi keasaman yang terbentuk setelah terjadi oksidasi pirit dalam tanah/batuan tambang. Reaksi yang terjadi dalam NAG antara lain, reaksi keasaman dan penetralan dengan hasil akhir reaksi oksidasi adalah nilai NAG ph yang menunjukkan indikasi sifat keasaman atau kebasaan dari sampel batuan. Hasil analisis NAG ph di bawah 4,5 akan dilakukan tahap penitaran (titrasi) dengan larutan basa NaOH ph 4,5 dan dilanjutkan dengan ph 7, jumlah larutan penitaran berbanding lurus dengan jumlah potensi asam dalam sampel analisis. ANC adalah metode penetapan jumlah mineral penetral (misalnya mineral karbonat, CO3) dalam batuan yang dapat bereaksi dengan mineral pengasam (misalnya mineral sulfida, SO4). Selain itu, ANC bermanfaat untuk menentukan kemampuan sampel dalam menetralkan asam yang terkandung dalam sampel. Jumlah nilai ANC akan berpengaruh terhadap sifat alkalinitas sampel. Prinsip kerja penentuan ANC yaitu, mereaksikan kandungan mineral penetral (CO3) dalam sampel dengan penambahan asam (HCl) berlebih melalui penitrasian dengan basa (NaOH) hingga ph 7. Analisis metode model blok (block model) Pemodelan menggunakan metode model blok dengan batuan tool surpac vision. Model blok adalah data yang diinterpretasikan secara visual dalam bentuk kubus tiga dimensi. Dalam kubus tersebut terdapat kotak-kotak kecil yang digunakan sebagai acuan perhitungan luasan daerah pengaruh lapisan. Metode ini sering digunakan dalam perhitungan cadangan batubara yang didasarkan pada NNP (Neighborhood Nearest Point), IDW (Inverse Distance Weighting), dan krigging yang pemilihannya dipengaruhi jumlah data titik bor yang digunakan sebagai interpolasi. Pada penelitian ini, interpolasi data titik bor menggunkan NNP yang disebabkan jumlah titik bor yang terbatas jumlahnya, yaitu 17 titik bor. Luas blok tiap sisi blok disesuaikan dengan pola sebaran nilai pengaruh dari NAPP yang telah diketahui dari hasil analisis laboratorium. Nilai NAPP untuk lapisan PAF > 0 dan NAF < 0 (Tabel 1). Sebaran tiap nilai NAPP dari sampel di interpolasi sehingga mendapatkan nilai pengaruh dengan variasi NAPP yang berkorelasi dengan jenis batuan. Lapisan bawah permukaan yang diwakili oleh satuan batuan geologi Formasi Pamaluan menjadi batas bawah model blok dan menjadi penentu sebaran NAPP dalam tiap batuan. Data-data pendukung yang digunakan sebagai database adalah data bor, nilai NAPP, jenis batuan, topografi permukaan dan bawah permukaan. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

5 Hasil Dan Pembahasan Hasil analisis metode NAPP Hasil dari analisis metode NAPP di laboratorium mengindikasikan, bahwa batulanau mendominasi lapisan NAF dengan kisaran NAG ph 6,5 7,4 dan NAPP antara -4,3 hingga -22,5. Lapisan NAF yang mempunyai total ketebalan terbesar ditemukan pada sampel titik bor DD_751A, yaitu 57 meter, dan lapisan tertipis pada sampel titik bor DD_50A dengan ketebalan 4,6 meter (Tabel 2). Lapisan PAF didominasi oleh batulempung yang dijumpai secara merata tiap sampel titik bor dengan kisaran NAG ph 2,8 4,2 dan NAPP antara 8,1 hingga 46,1. Lapisan PAF dalam mayoritas sampel titik bor mempunyai ketebalan antara 1,95 32,6 meter (Tabel 3). Meskipun dijumpai lapisan yang sangat tebal (> 30 meter), namun penyebarannya hanya terfokus pada lokasi-lokasi yang mempunyai karaketeristik batuan tertentu, seperti sekitar lapisan batubara. Secara keseluruhan lapisan NAF lebih mendominasi dari pada lapisan PAF. Selain itu, terdapat lapisan uncertain yang penyebaran sangat terbatas yang banyak terdapat pada lapisan aluvial. SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

6 Pemodelan sebaran batuan PAF dan NAF Pemodelan sebaran batuan NAF dan PAF dilakukan pada arah vertikal dan horisontal yang mendasarkan pada nilai NAPP pada PAF, yaitu lebih besar dari nol (Tabel 1). Sebaran vertikal bertujuan untuk mengetahui sebaran lapisan PAF dengan pembuatan penampang tegak lurus dengan jurus lapisan batuannya. Sementara itu, sebaran lateral atau horisontal meliputi sebaran lapisan PAF dari sebaran singkapan (cropline) yang mengikuti lipatan sinklin. Selain itu, penyebaran PAF juga mengikuti arah batuan yang cenderung mengikuti arah perlapisan kemiringan dari timur laut menuju ke barat daya. Gambar 4. mendeskripsikan bahwa pola penyebaran lapisan PAF dibatasi oleh garis batas daerah target penelitian (garis kotak putus-putus). Terdapat dua warna dalam daerah target penelitian, yaitu warna hitam dan putih. Warna hitam dalam bentuk poligon solid merupakan penyebaran dari lapisan PAF. Poligon warna putih merupakan lapisan NAF dan lapisan tidak jelas (uncertain). Pada daerah penelitian, sebaran vertikal banyak didominasi batuan PAF yang dijumpai pada tanah penutup, lapisan antar batubara (interburden), dan lantai (floor) lapisan batubara. Sebaran horisontal lapisan PAF tersebar mengikuti jalur singkapan yang membentuk lipatan sinklin dan mengikuti singkapan dari batubara. Sebaran terluas dari lapisan PAF berada pada Formasi Pulaubalang yang mayoritas dijumpai pada batulempung kemudian diikuti batulanau dan batupasir. Sementara itu, pola penyebaran lapisan NAF dan uncertain berada selain dari penyebaran lapisan PAF. Gambar 4. Peta sebaran PAF daerah model penelitian Kesimpulan Hasil pemodelan mengindikasikan, bahwa pada sayatan vertikal sebaran PAF banyak dijumpai pada tanah penutup, lapisan antar batubara, dan lantai (floor) lapisan batubara. Sebaran horisontal lapisan PAF tersebar mengikuti jalur lipatan sinklin dan mengikuti SENATEK 2015 Malang, 17 Januari

7 singkapan batubara. Sebaran terluas dari lapisan PAF berada pada Formasi Pulaubalang yang mayoritas dijumpai pada batulempung kemudian diikuti batulanau dan batupasir. Sementara itu, sebaran NAF mayoritas tersebar hampir merata (vertikal dan horisontal) pada batulanau dan lapisan uncertain banyak dijumpai pada lapisan aluvial. Secara umum batuan daerah penambangan batubara pit terbuka daerah Muara Lawa banyak didominasi oleh lapisan NAF, kemudian PAF, dan uncertain. Ucapan Terima Kasih Penulis menyampaikan terimakasih kepada Managemen PT. Trubaindo Coal Mining tbk (PT. TCM) dengan segenap staf dan karyawan daerah operasi penambangan di Kutai Barat, yang telah memberikan bantuan teknis, supervisi, dan nonteknis untuk operasional penelitian lapangan, sehingga penelitian ini selesai sesuai dengan target rencana yang diharapkan. Daftar Pustaka 1. Atkinson, T., 1983, Surface Mining and Quarrying, Proc. 2nd Intl. Surface Mining and Quarrying Symposium, Institution of Mining and Metallurgy Bristol, U.K. 2. Costello, C., 2003, Acid Mine Drainage: Innovative Treatment Technologies, U.S. Environment Protection Agency Report, Report for Office of Solid Waste and Emergency Response Technology Innovation Office, Washington, USA, 46 p 3. Gautama, R.S., 2012, Pengelolaan Air Asam Tambang, Bimbingan Teknis Reklamasi dan Pascatambang Pada Kegiatan Pertambangan Mineral dan Batubara, Ditjen Mineral dan Batubara, KESDM, Yogyakarta 4. Ian, R., Taylor, J., Pape, S., Yardi, R., dan Bennett, J., 2007, Managing Acid And Metalliferous Drainage, Report for Departement of Industry Tourism and Resources, Australian Government, Australia, p Marthen M., 2013, Identifikasi Potensi Pembentukan Air Asam Tambang, NAPP VS NTAPP, Buku Panduan, PT. Trubanindo Coal Mining, Kutai Barat, Kalimantan Timur 6. Koesdarsono, L. dan Nafi, A.N., 1986, Endapan Paleogen di Cekungan Kutai Barat Laut Kalimantan Timur, Pertemuan Ilmiah Tahunan XV, IAGI. Yogyakarta Notodarmojo, S., 2005, Pencemaran Tanah dan Airtanah, Penerbit ITB, Bandung. 7. Supriatna, S., Sukardi, dan Rustandi, 1995, Peta Geologi Bersistem, Lembar Samarinda, Kalimantan sekala 1: , Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Bandung 8. Scott, P.A., Eastwood, G., Johnston, G. dan Carville, D., 2000, Early Exploration and Prefeasibility Drilling Data for the Prediction of Acid Mine Drainage for Waste Rock, Proceedings of the Third Australian Acid Mine Drainage Workshop, Townsville, Australian Centre for Minerals Extension and Research, Brisbane 9. Zulkarnain, A. dan Abdiyanto, M.D., 2012, Pemodelan Geokimia batuan Penutup Area Binungan Blok 9 PT. Berau Coal, Seminar Air Asam Tambang di Indonesia Ke-4, Bandung, p Van Bemmelen, R.W., 1949, The Geology of Indonesia, Government Printing Office, the Hague, Netherland, p SENATEK 2015 Malang, 17 Januari