A. JUDUL KAJIAN TEKNIS TERHADAP SISTEM PENIMBUNAN BATUBARA PADA STOCKPILE DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA PT. GLOBALINDO INTI ENERGI KALIMANTAN TIMUR

Transkripsi

1 A. JUDUL KAJIAN TEKNIS TERHADAP SISTEM PENIMBUNAN BATUBARA PADA STOCKPILE DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA PT. GLOBALINDO INTI ENERGI KALIMANTAN TIMUR B. ALASAN PEMILIHAN JUDUL PT. Globalindo Inti Energi merupakan suatu perusahaan batubara yang memproduksi keperluan akan batubara, di dalam usaha untuk memenuhi kebutuhan industri dalam negeri maupun untuk eksport kebutuhan konsumen luar negeri. Untuk memenuhi kebutuhan para konsumen tersebut, batubara yang diproduksi harus sesuai dengan permintaan maupun prasyarat yang diinginkan konsumen. Dalam hal ini terutama adalah kualitas batubara harus sesuai dengan standart kualitas yang telah disepakati. Untuk menjaga kualitas dari batubara setelah ditambang, maka harus diperhatikan teknis penimbunannya. Permasalahan yang timbul dari penimbunan batubara antara lain adalah; adanya gejala swabakar pada timbunan batubara yang sudah terlalu lama dan terjadi genangan air asam pada musim hujan serta terhambatnya pelaksanaan pencampuran batubara karena keterlambatan penyediaan batubara pada Stockpile C. TUJUAN PENELITIAN Melakukan kajian untuk mendapatkan informasi-informasi mengenai faktorfaktor penyebab terjadinya perubahan kualitas batubara pada timbunan batubara di Stockpile. Dengan melakukan kajian terhadap perubahan kualitas tersebut, diharapkan dapat dijadikan dasar upaya perbaikan cara penimbunan dan penanganan batubara pada Stockpile serta dapat memberikan sumbangan pemikiran bagi perusahaan di dalam memutuskan kebijakan mengenai kegiatan penimbunan dan penanganan batubara dalam usaha ke arah perbaikan. D. PERUMUSAN MASALAH Stockpile adalah suatu tempat penimbunan sementara untuk menampung batubara hasil pembongkaran dari tambang. Permasalahan yang timbul dari

2 penimbunan batubara antara lain adalah; adanya gejala swabakar pada timbunan batubara yang sudah terlalu lama dan terjadi genangan air asam pada musim hujan serta terhambatnya pelaksanaan pencampuran batubara karena keterlambatan penyediaan batubara pada Stockpile. Selain itu efek potensial yang ditimbulkan dari penimbunan tersebut juga harus diperhatikan, antara lain : 1. Swabakar dan faktor swabakar timbunan batubara; a. Lamanya Penimbunan b. Metode Penimbunan c. Kondisi Penimbunan d. Parameter Batubara e. Suhu Swabakar 2. Degradasi Ukuran dan Pelapukan 3. Pembentukan Genangan Air Asam E. DASAR TEORI 1. Parameter Kualitas Batubara Batubara merupakan bahan galian fosil padat yang terdiri dari komponen kandungan air total, kandungan abu, zat terbang dan karbon padat, dimana kandungan di dalam komponen batubara tersebut akan menentukan besarnya nilai panas yang dihasilkan. Kualitas batubara ditentukan oleh beberapa parameter yang terkandung dalam batubara, yaitu : a. Kandungan air total (Total moisture) Merupakan banyaknya kandungan air yang terdapat pada batubara sesuai dengan kondisi di lapangan, terdiri atas : Kandungan air bebas (free moisture), merupakan kandungan air yang terdapat pada permukaan batubara akibat pengaruh dari luar. Kandungan air bawaan (inherent moisture), merupakan kandungan air yang ada pada pori-pori batubara pada saat pembentukan batubara tersebut. b. Analisa proksimat

3 Analisa proksimat batubara digunakan untuk mengetahui tingkat pemanfaatan batubara di dalam industri pengguna batubara. Analisa ini meliputi : Air bawaan (inherent moisture), merupakan kandungan air yang ada pada batubara saat pembentukan batubara tersebut. Zat terbang (volatile matter), merupakan zat aktif yang terdapat pada batubara, terdiri dari gas-gas yang mudah terbakar seperti; methan (CH 4 ), hidrogen (H 2 ), karbon monoksida (CO), dan zat-zat yang tidak mudah terbakar seperti: uap air (H 2 O), karbon dioksida (CO 2 ). Karbon tertambat (fixed carbon), merupakan karbon yang tertinggal setelah dilakukan pembakaran pada batubara sesudah penguapan volatilematter. Kandungan abu (ash content), merupakan hasil akhir setelah dilakukan pembakaran terhadap batubara dan diperoleh nilai inherent moisture, volatile matter dan fixed carbon. Kandungan abu tersebut adalah sisa-sisa zat organik yang terkandung dalam batubara berasal dari pengotor bawaan saat terbentuk batubara maupun saat penambangan. c. Analisa ultimate Analisa ultimate batubara digunkana untuk mengetahui kadar unsur-unsur seperti karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), sulfur(s). d. Analisa abu Analisa yang bertujuan untuk mengetahui kandungan abu yang terdapat pada batubara yaitu apabila dilakukan pembakaran tehadap batubara, maka batubara akan meninggalkan sisa pembakaran berupa abu. Abu batubara ini terdiri dari senyawa-senyawa seperti : SiO 2, Al 2 O 3, TiO 2, Fe 2 O 3, Mn 3 O 4, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5. e. Total sulfur Digunakan untuk mengetahui kandungan belerang total yang terdapat pada batubara dengan membakar conto batubara pada suhu tinggi (±1350ºC). f. Indeks ketergerusan (Hardgrove Grindability Index = HGI)

4 Adalah suatu nilai yang menunjukkan kemudahan batubara untuk digerus. Makin tinggi harga HGI makin mudah batubara tersebut digerus. Adapun harga HGI batubara dapat dicari dengan rumus : HGI = 13,6 + 6,93 W Dimana harga W adalah berat dalam gram batubara lembut ukuran 200 mesh. g. Nilai kalor Adalah besarnya panas yang dihasilkan dari proses pembakaran batubara. Harga nilai kalori yang dilaporkan dalam bentuk : Gross Calorific Value (GCV) adalah nilai kalori kotor sebagai nilai kalor hasil dari pembakaran batubara dengan semua air dihitung dalam keadaan wujud gas. Net Calorific Value (NCV) adalah nilai kalori bersih hasil pembakaran batubara dimana kalori yang dihasilkan merupakan nilai kalor. Harga nilai kalori bersih ini dapat dicari setelah nilai kalori kotor batubara diketahui dengan menggunakan rumus : 100 TM NCV GCVx 100 M1 Dimana : TM M 1 H W = total moisture = inherent moisture = kadar hidrogen 49,2H 5,5W = jumlah total moisture + total moisture pengganti abu (tiap 10% abu ~ 1% air) Di dalam analisa kualitas batubara di laboratorium menurut ASTM (American Standart for Testing Material), dilaporkan dengan menyebutkan beberapa dasar analisa kualitas batubara yaitu : a. As Receive (AR) adalah batubara hasil dari proses penambangan, sehingga masih diperhitungkan total moisture dan abu yang ada pada batubara. b. Air Dried Base (ADB) adalah batubara yang telah mengalami proses pemasaran lanjutan, sehingga kandungan air bebasnya hilang pada kondisi temperatur dan kelembaban standar sehingga tidak

5 diperhitungkan lagi. Pada kondisi ini batubara dikatakan dalam kondisi dasar udara kering yang masih mengandung abu dan inherent moisture. c. Dried Base (DB) adalah keadaan batubara kondisi dasar udara kering yang dipanaskan pada suhu standar, sehingga batubara dalam kondisi dasar kering dan bebas dari kandungan air total tetapi masih mengandung abu. d. Dried Ash Free (DAF) adalah batubara bersih dan bebas dari abu maupun total moisture. e. Dried Mineral Matter Free (DMMF) adalah batubara bersih kering yang telah bebas dari mineral-mineral pengotor yang berasal dari zat bukan organik pada batubara saat proses pembentukannya. Adapun untuk mengkonversikan dasar analisa kualitas batubara tersebut seperti terlihat pada tabel I. Tabel I Konversi Analisa Batubara Required As Received Air Dried Dry Base Dried Ash Free Dried Mineral Given (AR) Base (ADB) (DB) (DAF) Matter Free (DMMF) As Received M M (100 - M) (100 - M1 - A) (100 - M) (100 - M1 - B) (AR) M (100 - M1) 100 (100 - M1) Air Dried Base M M M1 - A M1 - B (ADB) M Dry Base M M M1 - A M1 - B (DB) M M1 Dried Ash Free (100 - M) (100 - M1 - A) M1 - A M1 - A M1 - A (DAF) 100 (100 - M1) M M1 - B Dried Mineral Matter (100 - M) (100 - M1 - B) M1 - B M1 - B M1 - A Free (DMMF) 100 (100 - M1) M M1 - B M = Total Moisture (as recieve) M1 = inherent moisture (air dried) A = ash content (air dried) B = mineral matter (air dried) 2. Efek Potensial Penimbunan Batubara Efek penimbunan batubara bervariasi pada berbagai jenis batubara, tergantung dari metode penimbunan (penyimpanan). Beberapa efek penimbunan yang sering terjadi adalah sebagai berikut : a. Swabakar dan faktor swabakar timbunan batubara

6 Swabakar timbunan batubara merupakan hal yang sering terjadi dan perlu mendapatkan perhatian khususnya pada timbunan batubara dalam jumlah besar. Batubara akan teroksidasi saat tersingkap dipermukaan sewaktu penambangan, demikian pada saat batubara ditimbun proses oksidasi ini terus berlangsung. Akibat dari reaksi oksidasi antara oksigen dengan gas-gas yang mudah terbakar dari komponen zat terbang akan menghasilkan panas. Bila reaksi oksidasi berlangsung terus-menerus, maka panas yang dihasilkan juga akan meningkat, sehingga dalam timbunan batubara juga akan mengalami peningkatan. Peningkatan suhu ini juga disebabkan oleh sirkulasi udara dan panas dalam timbunan tidak lancar, sehingga suhu dalam timbunan akan terakumulasi dan naik sampai mencapai suhu titik pembakaran, yang akhirnya dapat menyebabkan terjadinya proses swabakar pada timbunan tersebut. Faktor-faktor penyebab terjadinya proses swabakar, antara lain : a.1. Lamanya Penimbunan Semakin lama batubara tertimbun akan semakin banyak panas yang tersimpan di dalam timbunan, karena volume udara yang terkandung dalam timbunan semakin besar, sehingga kecepatan oksidasi menjadi semakin tinggi. a.2. Metode Penimbunan Dalam timbunan batubara perlu mendapatkan pemadatan. Dengan adanya pemadatan ini akan dapat menghambat proses terjadinya swabakar batubara, karena ruang antar butir diantara material batubara berkurang. Adapun alat yang digunakan untuk pemadatan adalah Track dozer. a.3. Kondisi Penimbunan Pengaruh kondisi penimbunan terhadap proses swabakar batubara, yaitu : i) Tinggi timbunan Tinggi timbunan yang teralu tinggi akan menyebabkan semakin banyak panas yang terserap, hal ini dikarenakan sisi miring yang terbentuk akan semakin panjang, sehingga daerah yang tak

7 terpadatkan akan semakin luas dan akan mengakibatkan permukaan yang teroksidasi semakin besar. ii) Ukuran butir Pada dasarnya semakin besar luas permukaan yang berhubungan langsung dengan udara luar, semakin cepat proses pembakaran dengan sendirinya berlangsung. Sebaliknya semakin besar ukuran bongkah batubara, semakin lambat proses swabakar. Ukuran butir batubara juga mempengaruhi kecepatan dari proses oksidasi yang mana proses ini berhubungan langsung dengan akar pangkat tiga dari luas permukaan. Semakin seragam besar ukuran butir dalam suatu timbunan batubara, semakin besar pula porositas yang dihasilkan dan akibatnya semakin besar permeabilitas udara luar untuk dapat beredar di dalam timbunan batubara. a.4. Parameter Batubara Parameter dari batubara mempengaruhi proses terjadinya swabakar adalah seperti dijelaskan diawal dasar teori ini. a.5. Suhu Swabakar Semua jenis batubara mempunyai kemampuan untuk terjadinya proses swabakar, tetapi waktu yang diperlukan dan besarnya suhu yang dibutuhkan untuk proses swabakar batubara ini tidak sama. Untuk batubara yang mempunyai rank rendah memerlukan waktu yang lebih pendek dan suhu yang lebih rendah bila dibandingkan dengan batubara yang mempunyai rank yang tinggi. Perkembangan panas batubara yang disebabkan oleh proses oksidasi yang dapat mengakibatkan proses swabakar dapat diringkas sebagai berikut : Batubara dalam timbunan mulai teroksidasi secara perlahanlahan sampai suhu timbunan 50 C. Proses oksidasi akan meningkat sesuai kecepatan kenaikan suhu batubara hingga suhu 100 C C. Karbon dioksida dan uap air akan terurai pada suhu 140 C.

8 Karbondioksida akan terurai dengan cepat sampai dicapai suhu 230 C dimana hal ini untuk tahap swabakar terjadi. Suhu diatas 350 C, batubara akan menyala dan terjadi proses swabakar batubara. Secara umum suhu kritis batubara untuk rank rendah di tempat penimbunan/penyimpanan berkisar ±50 C. b. Degradasi Ukuran dan Pelapukan Proses penguapan kandungan air akan mengakibatkan partikel-partikel batubara pecah, sehingga luas permukaan total batubara akan menjadi lebih besar. Dengan kondisi yang demikian maka kesempatan udara luar (oksigen) untuk mempengaruhi luas permukaan butir batubara terhadap proses oksidasi semakin besar. c. Pembentukan Genangan Air Asam Air rembesan dari tumpukan batubara biasanya bersifat asam karena terbentuknya asam-asam sulfat dan sulfit, juga asam hidrolik oleh reaksi air, sulfat piritik dan klorin (garam-garaman). Air yang asam mempunyai sifat korosif terhadap fasilitas pengangkutan, terutama bila temperatur lingkungannya mengalami kenaikkan. F. METODOLOGI PENELITIAN Di dalam melaksanakan penelitian ini, penulis menggabungkan antara studi pustaka dengan data-data/observasi lapangan. Sehingga dari keduanya didapat pendekatan penyelesaian masalah. Adapun urutan pekerjaan penelitian yaitu : 1. Studi Literatur Dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang, yang diperoleh dari : - Perpustakaan - Brosur-brosur - Informasi-informasi 2. Penelitian di lapangan Dalam pelaksanaan penelitian di lapangan ini akan dilakukan beberapa tahap, yaitu:

9 - Pengamatan lapangan, dengan melakukan pengamatan secara langsung terhadap keadaan di sekitar daerah pertambangan. - Penentuan lokasi pengamatan, dengan menentukan lokasi yang akan diamati dan mengambil data-data yang diperlukan. - Mencocokkan dengan perumusan masalah, yang bertujuan agar penelitian yang dilakukan tidak meluas. Data yang diambil dapat digunakan secara efektif. 3. Pengambilan data Data data yang akan diambil, meliputi : - Curah hujan - Jumlah cadangan dan analisa batubara - Dimensi timbunan - Besar penimbunan dan pembongkaran harian - Spesifikasi dan jumlah batubara yang diminta pasar - Spesifikasi batubara pada timbunan - Komposisi campuran batubara - Selisih kumulatif penimbunan dan pembongkaran - Koefisien berbagai kondisi daerah - Data waktu edar alat muat dan alat angkut 4. Akuisisi data - Pengelompokkan data dari lapangan beserta data yang sudah ada disesuaikan dengan obyek yang mewakili permasalahan. - Pengecekan keakuratan data, agar kerja lebih efisien. 5. Pengolahan data Dilakukan dengan beberapa perhitungan maupun penggambaran yang selanjutnya akan direalisasikan dalam bentuk perhitungan, grafik-grafik, tabel yang menuju perumusan penyelesaian masalah. 6. Analisa hasil pengolahan data Hasil dari pengolahan data akan digunakan sebagai kesimpulan sementara. Selanjutnya kesimpulan sementara ini akan diolah lebih lanjut dalam bagian pembahasan. 7. Kesimpulan

10 Diperoleh setelah dilakukan korelasi antara hasil pengolahan data yang telah dilakukan dengan permasalahan yang diteliti. G. RENCANA JADUAL KEGIATAN AKTIFITAS KEGIATAN BULAN I BULAN II BULAN III Dalam Mingguan Studi literatur Orientasi lapangan Pengambilan data Akuisisi data Pengolahan data Pembuatan draf H. RENCANA DAFTAR ISI RINGKASAN KATA PENGANTAR DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN BAB I. PENDAHULAN II. TINJAUAN UMUM A. Lokasi B. Topografi dan Geologi C. Iklim dan Curah Hujan D. Cadangan Batubara E. Kegiatan Penambangan F. Situasi Stockpile G. Pemasaran III. KUALITAS BATUBARA DAN EFEK POTENSIAL PADA PENIMBUNAN A. Parameter Kualitas Batubara B. Klasifikasi Batubara

11 C. Efek Potensial Penimbunan Batubara D. Syarat Teknis Penimbunan IV. PENIMBUNAN DAN PENANGANAN BATUBARA DI STOCKPILE SAAT INI A. Tujuan Penimbunan B. Kondisi Stockpile C. Cara Penimbunan dan Pembongkaran Batubara D. Pencampuran E. Efek Penimbunan V. PEMBAHASAN A. Rancangan Teknis Stockpile B. Penimbunan dan Pembongkaran Batubara C. Pencampuran D. Pencegahan Efek Penimbunan VI. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN H. RENCANA DAFTAR PUSTAKA 1. American Standrt for Tsting and Material, Gaseous Fuels, Coal and Coke, Atmosperic Analysis, Gerard Widodo, Upaya Menghindari Kebakaran Tumpukan Batubara, Berita PPTM, No. 11 dan 12, Tahun IX, Bandung. 3. I Nengah Budha dan Witoro S, Penimbunan Batubara, Direktorat Teknologi Petambangan, DJPU, Bulletin PPTM, Volume 7, No. 1, Maret 1995.

12 KAJIAN TEKNIS TERHADAP SISTEM PENIMBUNAN BATUBARA PADA STOCKPILE DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA PT.GLOBALINDO INTI ENERGI KALIMANTAN TIMUR PROPOSAL TUGAS AKHIR Di susun oleh : DERY WIRA NISURA JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG BALUNIJUK 2015

13 KAJIAN TEKNIS TERHADAP SISTEM PENIMBUNAN BATUBARA PADA STOCKPILE DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA PT. GLOBALINDO INTI ENERGI KALIMANTAN TIMUR PROPOSAL TUGAS AKHIR Di susun oleh : DERY WIRA NISURA Mengetahui Disetujui Dosen Wali Dosen pembimbing ( ) (.) JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG BALUNIJUK 2015