DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR IJIN PENGGUNAAN DATA... iv LEMBAR PERNYATAAN... v PRAKATA... vi DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xii ARTI LAMBANG ILMIAH... xiii SINGKATAN... xiv SARI... xv ABSTRACT... xvi BAB I. PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang... 1 I.2. Rumusan Masalah... 3 I.3. Tujuan Penelitian... 4 I.4. Ruang Lingkup Penelitian... 4 1.5. Lokasi Penelitian... 5 1.6. Batasan Penelitian... 6 1.5.1 Batasan data... 6 1.5.2 Batasan metodologi... 6 I.7. Manfaat Penelitian... 7 I.8. Keaslian Penelitian... 8 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA II.1. Geologi Regional... 9 II.1.1. Fisiografi regional... 9 II.1.2. Stratigrafi regional... 10 II.1.3. Struktur geologi regional... 21 viii
II.2 Review Penelitian... 22 BAB III DASAR TEORI III.1 Pengantar Geostatistik... 28 III.2 Dasar-Dasar Statistika dalam Geostatistik... 28 III.2.1 Mean... 29 III.2.2 Variabel Randon dan Distribusi Fungsi... 29 III.2.3 Ekspektasi... 30 III.2.1 Variansi dan Kovariansi... 30 III.2.1 Regresi Linear... 31 III.3 Data Spasial... 32 III.4 Geostatistik (Analisis Korelasi Spasial)... 34 III.4.1 Variogram... 34 III.4.2 Model-model variogram (variogram teoretis)... 39 III.4.3 Analisis struktural... 40 III.5 Geostatistik Multivariat... 41 III.5.1 Komponen analisis geostatistik multivariat... 42 III.5.2 Linear coregionalization model (LCM)... 45 III.6 Kriging... 47 III.7 Geologi Batubara... 50 III.7.1 Pembentukan batubara... 50 III.7.2 Kualitas batubara... 54 III.7.3 Faktor yang mempengaruhi pembentukan batubara... 57 III.7.4 Lingkungan pengendapan batubara... 60 BAB IV HIPOTESIS DAN METODOLOGI PENELITIAN IV.1. Hipotesis... 63 IV.2. Metodologi Penelitian... 63 IV.2.1 Data dan alat... 63 IV.2.2 Tahapan penelitian... 64 IV.2.2.1. Tahap studi pustaka... 64 IV.2.2.2. Tahap persiapan dan analisis data... 64 IV.2.2.3. Tahap pemrosesan data... 65 ix
IV.2.2.4. Tahap analisis dan pembahasan... 66 IV.2.2.5. Kesimpulan... 67 IV.3.Waktu Penelitian... 67 BAB V ANALISIS DATA V.1. Ketersediaan Data... 70 V.2. Data Geologi Daerah Penelitian... 72 V.1.1 Geomorfologi daerah penelitian... 73 V.2.2 Stratigrafi daerah penelitian... 77 V.2.3 Struktur geologi daerah penelitian... 81 V.3 Geologi Batubara Daerah Penelitian... 82 V.4 Data Titik Pemboran... 85 V.5 Data Kualitas Batubara... 87 V.5.1 Analisis statistik dasar... 88 V.5.2 Analisis korelasi linear... 91 V.5.3 Analisis korelasi spasial... 93 V.5.4 Analisis variogram... 94 V.5.5 Analisis cross variogram... 102 V.5.6 Linear coregionalization model (LCM)... 104 V.5.7 Estimasi geostatistik... 109 BAB VI PEMBAHASAN VI.1 Geologi Daerah Sub-Blok X... 115 VI.1.1 Geomorfologi daerah Sub-Blok X... 115 VI.1.2 Stratigrafi daerah Sub-Blok X... 117 VI.1.3 Struktur geologi daerah Sub-Blok X... 118 VI.2 Geologi Batubara Sub-Blok X... 120 VI.3 Pembuatan Grid Estimasi... 120 VI.4 Geostatistik Multivariat... 121 VI.4.1 Model variogram... 122 VI.4.2 Model cross variogram... 124 VI.4.3 Hasil analisis koregionalisasi... 130 VI.4.4 Estimasi geostatistik... 133 x
VI.5 Hubungan Lingkungan Pengendapan, Struktur Geologi, dan Proses Pembatubaraan terhadap Kualitas Batubara... 142 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN VII.1 Kesimpulan... 154 VII.2 Saran... 155 DAFTAR PUSTAKA... 157 LAMPIRAN I. Data Kualitas Batubara LAMPIRAN II. Histogram LAMPIRAN III. Variogram LAMPIRAN IV. Cross Variogram LAMPIRAN V. Tabel Variogram dan Cross Variogram xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Peta Indeks Lokasi Penelitian... 5 Gambar 2.1. Stratigrafi Regional Cekungan Kutai (Marks, dkk., 1982)... 19 Gambar 2.2. Peta Persebaran Kelompok Formasi di Cekungan Kutai... 20 Gambar 2.3. Perbandingan model distribusi sodium content pada seam RT dan RB. (a) estimasi dengan ordinary kriging seam RT, (b) estimasi dengan ordinary cokriging seam RT, (c) estimasi dengan ordinary kriging seam RB, (d) estimasi dengan ordinary cokriging seam RB (Heriawan, 2007)... 26 Gambar 3.1. Ilustrasi Data Spasial 2D (Laksana, 2010)... 32 Gambar 3.2. Variogram dengan komponennya (Sarma, 2009)... 35 Gambar 3.3. Perilaku variogram di dekat titik asalnya (a) bentuk parabolik, (b) bentuk linear, (c) diskontinyu di titik asal, (d) kurva datar (Sarma, 2009)... 36 Gambar 3.4. Anisotropi Geometris, dengan nilai sill sama dan range berbeda (Sarma, 2009)... 37 Gambar 3.5. Anisotropi Zonal dimana variogram terpisah menjadi dua komponen (Sarma, 2009)... 38 Gambar 3.6. Grafik antara variogram eksperimental dengan variogram yang sebenarnya (Sarma, 2009)... 38 Gambar 3.7. Model variogram teoretis (a) power function, (b) spherical model, (c) exponential model, (d) gaussian model, (e) cubic model... 40 Gambar 3.8. Komponen pelaporan analisis kualitas batubara menurut Ward (1983, dalam Thomas, 2002).... 54 Gambar 3.9. Lingkungan pengendapan batubara pada daerah delta (Horne, 1978)... 62 Gambar 4.1. Diagram alir penelitian... 69 Gambar 5.1. Gambaran mengenai lokasi penelitian (MHU Coal, 2012)... 75 Gambar 5.2. Peta Geomorfologi daerah penelitian (dimodifikasi dari Rizkiawan dan Pranata, 2014)... 76 Gambar 5.3. Stratigrafi Daerah Penelitian (dimodifikasi dari MHU Coal, 2012; Rizkiawan dan Pranata, 2014)... 80 Gambar 5.4. Peta Cropline batubara pada seam 24, seam 31, dan seam 40... 84 Gambar 5.5. Penampang batubara di daerah penelitian... 84 Gambar 5.6. Peta persebaran titik pemboran dan pengambilan data kualitas batubara dari inti bor (core) pada (a) seam 24, (b) seam 31, dan (c) seam 40... 86 xii
Gambar 5.7. Histogram dari data kualitas batubara pada variabel (a) total moisture dan (b) calorific value seam 24... 91 Gambar 5.8. Scatterplot dari variabel (a) total moisture vs calorific value dan (b) fixed carbon vs calorific value seam 24. Nilai koefisien korelasi ditunjukkan oleh nilai R... 92 Gambar 5.9. Screenshot mengenai parameter dalam perhitungan variogram eksperimental... 96 Gambar 5.10. Hasil plotting titik bor pada perangkat lunak SGeMS... 96 Gambar 5.11. Plot variogram eksperimental pada omnidirectional... 96 Gambar 5.12. Fitting variogram, warna merah menunjukkan parameter yang harus diisi dalam proses fitting.... 99 Gambar 5.13. Model variogram pada variabel (a) ash content dan (b) total sulphur... 101 Gambar 5.14. Model cross variogram antara variabel (a) volatile matter dengan fixed carbon (VM vs FC), (b) volatile matter dengan ash content (VM vs AC), dan (c) fixed carbon dengan total sulphur (FC vs TS) seam 40 yang menunjukkan tren tertentu... 104 Gambar 5.15. Nested variogram model dengan tiga skala spasial yang berbeda (Wackernagel, 2013)... 105 Gambar 5.16. Nested cross variogram model dari TM vs CV seam 24.... 107 Gambar 5.17. Screenshot mengenai parameter dalam estimasi dengan menggunakan teknik ordinary kriging yang dilakukan pada seam 24... 111 Gambar 5.18. Estimasi dengan ordinary kriging pada perangkat lunak SGeMS... 112 Gambar 5.19. Peta hasil estimasi ordinary kriging pada variabel dalam kualitas batubara seam 24 yang meliputi (a) total moisture, (b) volatile matter, (c) ash content, (d) fixed carbon, (e) total sulphur, (f) calorific value serta (g) merupakan salah satu contoh hasil kriging variance (kriging error) pada variabel total sulphur.... 113 Gambar 6.1. Peta dan Penampang Geologi Sub Blok X, wilayah PKP2B PT. Multi Harapan Utama (Rizkiawan dan Pranata, 2014)... 119 Gambar 6.2. Grid estimasi (a) seam 24, (b) seam 31, dan (c) seam 40... 121 Gambar 6.3. Peta hasil estimasi ordinary kriging pada variabel dalam kualitas batubara seam 40 yang meliputi (a) total moisture, (b) volatile matter, (c) ash content, (d) fixed carbon, (e) total sulphur, (f) calorific value... 139 Gambar 6.4. Peta hasil estimasi ordinary kriging pada variabel dalam xiii
kualitas batubara seam 31 yang meliputi (a) total moisture, (b) volatile matter, (c) ash content, (d) fixed carbon, (e) total sulphur, (f) calorific value... 140 Gambar 6.5. Peta hasil estimasi ordinary kriging pada variabel dalam kualitas batubara seam 24 yang meliputi (a) total moisture, (b) volatile matter, (c) ash content, (d) fixed carbon, (e) total sulphur, (f) calorific value... 141 Gambar 6.6. Kurva nilai rata-rata kualitas batubara pada seam 40, seam 31, dan seam 24 dengan variabel (a) total moisture, (b) ash content, dan (c) total sulphur... 144 Gambar 6.7. Ilustrasi hubungan atau korelasi antara lingkungan pengendapan, struktur geologi, dan proses pembatubaraan dengan kualitas batubara... 153 xiv
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tahapan dalam proses pembatubaraan menurut Levine (1993, dalam Thomas, 2002).... 52 Tabel 4.1. Waktu Penelitian... 68 Tabel 5.1. Ketersediaan data penelitian... 70 Tabel 5.2. Kerangka dalam pengolahan data... 72 Tabel 5.3. Klasifikasi peringkat batubara menurut ASTM... 89 Tabel 5.4. Ringkasan analisis statistik dasar data kualitas batubara pada seam 24, seam 31, dan seam 40.... 90 Tabel 5.5. Koefisien korelasi linear antar variabel kualitas batubara pada seam 24, seam 31, dan seam 40... 93 Tabel 5.6. Hasil perhitungan variogram data kualitas batubara pada seam 24, seam 31, dan seam 40... 102 Tabel 5.7. Nilai koefisien korelasi spasial antar variabel pada seam 24, seam 31, dan seam 40.... 109 Tabel 6.1. Kolom Geomorfologi Daerah Sub-Blok X, wilayah PKP2B PT. Multi Harapan Utama (Rizkiawan dan Pranata, 2014)... 116 Tabel 6.2. Rangkuman mengenai kondisi stratigrafi di Sub-Blok X... 117 Tabel 6.3. Rangkuman mengenai struktur geologi di daerah penelitian... 118 Tabel 6.4. Rangkuman mengenai model variogram seam 24, seam 31, dan seam 40... 123 Tabel 6.5. Hasil analisis koregionalisasi seam RT (Heriawan, 2007)... 126 Tabel 6.6. Pola cross variogram seam 24, seam 31, dan seam 40... 127 Tabel 6.7. Rangkuman perbandingan nilai koefisien korelasi linear dan nilai koefisien korelasi spasial (analisis koregionalisasi)... 132 Tabel 6.8. Pola persebaran kualitas batubara secara lateral dari Utara ke Selatan... 145 xv
a C 0 C ARTI LAMBANG ILMIAH : mean : notasi sigma : variabel random : varian : kovariansi variabel i dan j : koefisien korelasi teoretis : ruang dengan d dimensi : variogram : ekspektasi : jarak : range : nugget effect : sill : cross covariance : cross variogram : matriks koefisien transformasi : matriks koregionalisasi : matriks eigenvector : koefisien korelasi spasial : sill cross variogram α dan β : bobot kriging µ : lagrange multiplier V : blok V : rata-rata nilai variogram pada blok V : variansi ordinary kriging : variansi ordinary cokriging xvi
SINGKATAN CV (Calorific Value) TM (Total Moisture) VM (Volatile Matter) FC (Fixed Carbon) TS (Total Sulphur) AC (Ash Content) LCM (Linear Coregionalization Model) OK (Ordinary Kriging) COK (Ordinary Cokriging) SGeMS (Stanford Geostatistical Modeling Software) PKP2B (Perjanjian Kontrak Pengusahaan Pertambangan Batubara) BLUE (Best Linear Unbiassed Estimator) ASTM (American Society for Testing and Material) kkal/kg (kilo kalori/kilogram) ar (as received) adb (air dried basis) gauss (gaussian) sph (spherical) exp (experimental) xvii