PERALATAN DAN PENGENALAN TAMBANG BAWAH TANAH

PERALATAN DAN PENGENALAN TAMBANG BAWAH TANAH

Peralatan tambang bawah tanah merupakan alat yang umum digunakan dan khususnya dirancang untuk tambang bawah tanah.

Pengankutan tambang bawah tanah adalah usaha atau cara mengeluarkan bijih atau bahan galian lain atau kebutuhan tambang bawah tanah atau dari hasil penambangan bawah tanah.

Peralatan dan pengangkutan tambang bawah tanah adalah bagian dari disiplin ilmu pertambangan yang mempelajari seluk beluk peralatan tambang bawah tanah dan proses pengeluaran bahan galian dari bawah permukaan tanah kepermukaan tanah.

Tujuan dari peralatan dan pengenalan tambang bawah tanah yaitu :

1.      Untuk mengetahui seluk beluk tambang bawah tanah

2.      Untuk mengetahui system tambang bawah tanah

3.      Untuk merancang peralatan yang digunakaan sesuai dengan metode yang digunakan.

Tinjauan metode tambang bawah tanah adapun metode tambang bawah tanah dapat digolongkan menjadi 3 golongan besar, yaitu :

1.      Self Supported Opening merupakan metode tambang bawah tanah yang tidak menggunakan penyangga.

-          Geophering

-          Underground glayhole

-          Sringkage stopping

-          Sublevel stopping

2.      Supported opening merupakan metode tambang bawah tanah yang menggunakan penyangga.

-          Cut and fill

-          Square set stopping

-          Stoll stopping

3.      Caving method

-          Top slicing

-          Sub level caving

-          Block caving

Factor-faktor yang diperhatikan dalam pemilihan tambang bawah tanah :

1.      Dimensi / ukuran endapan deposit

2.      Arah dan kemiringan

3.      Kedalaman endapan bijih dari permukaan

4.      Umur tambang

5.      Letak atau posisi ore body

6.      Sifat fisik/kimia dari ore body dan country rock

7.      Swell factor

8.      Air tanah

9.      Biaya penambangan

10.  Fasilitas yang tersedia

11.  Kecenderungan ore body untuk pecah atau hancur

Macam-macam cara transportasi, yaitu :

1.      Manual haulage

2.      Mechanical haulage

3.      Transport raise

4.      Hoisting

Aktivitas penambangan bawah tanah

1.      Blasting (pembongkaran)

Peledakan dilakukan untuk melepskan batuan dari batuan induknya atau untuk memperkecil ukuran atau lebih mudah diangkut dengan menggunakan bahan peledak.

Tujuan peledakan tbt

-          Menghasilkan ruang untuk gudang, jalan saluran dan pembuatan trowongan

-          Mengambil material/pembongkar material

Factor-faktor yang mempengaruhi peledakan:

-          Jenis batuan

-          Density batuan

-          Struktur batuan

-          Jenis bahan peledak, cara atau teknik peledakan

Dasar-dasar peledakan tbt:

-          Peledakan bawah tanah dilakukan kearah satu bidang bebas. Sedangkan peledakan dipermukaan kearah dua bidang bebas.

-          Tempat ledakan lebih terbatas, bahan peledak, jenis bahan peledak umumnya low eksplosif

Factor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan baahan peledak pada tbt:

1.      Sifat bahan peledak

-        Api penyalaannya kecil

-        Peledakannya berlangsung singkat

-        Temperature peledakannya relative rendah

-        Tidak menghasilkan gas beracun

2.      Disesuaikan dengan material yang diledakkan

3.      Partikuler set dari standart blasting

4.      Besarnya biaya.

2.      Mucking (pemuatan/loading)

Pemuatan pada tbt istilahnya hamper sama dengan pemuatan tambang terbuka (tb) yaitu pemuatan broken ore, dimuat keatas alat angkut untuk selanjutnya diangkut keluar permukaan (pengangkutan)

Macam-macam alat muat yang digunakan

a.    Continous loader

b.    Scraper

c.    Coal catter

d.   Lhd (load haul dump)

e.    Overshoot loader

f.     Gathering arm loader

3.      Hauling (pengangkutan)

Kegiatan pengangkutan tbt adalah

-          Usaha atau cara untuk mengeluarkan bijih hasil penambangan ke permukaan

-          Kegiatan pengangkutan dimulai dari tempat penambangan ke penampungan sementara selanjutnya ke mulut shaft kemudian ke happer, lori, atau langsung ke dump truck untuk diangkut kepermukaan atau:

a.       Dari tempat penambangan ke penampungan sementara

b.      Dari penampungan ke mulut shaft (hosting dengan lori)

c.       Dari penampungan ke hopper (belt conveyord) lori ataupun langsung ke truck lewat incline.

Macam-macam jalan masuk ke tbt dan alat angkut yang sesuai:

1.      Shaft vertical : incline kombinasi

2.      Tunnel

3.      Adit

Jenis-jenis alat angkut :

1.      Shaft : cage, skip, pipa/pompa, kenekan.

2.      Tunnel/adit : lokomotif dan lori, truck, belt conveyord, lhd, pipa/pompa, shuttle car

Jenis jalan pengangkutan :

1.      Auxiliary haulage digunakan untuk mengangkut material dari stop eke chute atau dari stop eke loading point

2.      Main haulage ialah mengangkut material dari pit bottom ke shaft station/keluar tambang.

Macam-macam alat angkut :

Alat angkut mekanis :

1.      Cage skip

2.      Truck

3.      Belt conveyord

4.      Lori-lokomotif

5.      Lhd

6.      Rope haulage

7.      Hoisting

8.      Pipa pompa dan sutlle.

System pengangkutan tbt

Pengangkutan tbt merupakan upaya untuk mengeluarkan ore dari permukaan kerja ke permukaan tanah, ataupun pengiriman alat dan bahan dari permukaan kedalam tambang dan pengangkutan bawah tanah rancangan system pengangkutan yang baik harus mencakup secara keseluruhan. Pengangkutan didalam tbt dibagi menjadi 3 yaitu:

1.      Gathering haulage adalah system pengangkutan yang langsung berhubungan atau berhadapan dengan permukaan kerja.

2.      Auxalary/secondary haulage adalah system pengangkutan yang mengangkut material dari penambangan ke penampungan sementara.

3.      Main haulage adalah system pengangkutan yang mengangkut material dari penampungan sementara ke mulut shaft, ke happer langsung kepermukaan tanah.

Macam-macam cara pengangkutan

1.      Manual hauling adalah penangkutan dengan menggunakan tenaga manusiandengan bantuan alat sedrhana dan atau hewan

2.      Mechanical hauling adalah pengangkutan dengan alat-alat mekanis

3.      Transport raise adalah pengangkutan dengan mengguakan system grafitasi (ore press atau ore chute atau menggunakan raise)

4.      Hoisting adalah pengangkutan dengan menggunakan kerekan.

Peralatan berbeda dengan peraltan tambang terbuka yakni dalam hal :

1.      Geometri

2.      Fungsi

3.      Kekuatan

Jenis peralatan dan pengangkutan pada tambang bawah tanah tergantung pada beberapa hal seperti :

1.      Geometri endapan : bentuk, ketebalan, kemiringan dan struktur.

2.      Karakteristik endapan adalah jenis endapan, kadar kekuatan, kondisi struktur, kondisi pelapukan.

3.      Karakteristik batuan samping

4.      Posisi endapan terhadap permukaan

5.      Kondisi air tanah

6.      Tingkat produksi dan umur tambang

Macam-macam peralatan tbt:

1.      Alat pemboran

-          Rock drill

-          Drill jumbo

-          Drill rigs

2.      Alat muat/gali

-          Overshoot loader

-          Continous loader

-          Gathering arm loader

-          Scraper

-          Goal chutter

-          Lhd (load haul dump)

3.      Alat angkut

-          Truck

-          Belt conveyord

-          Lori + lokomotif

-          Lhd

-          Rope haulage

-          Hoisting

-          Pipa + pompa dan chage/skip

A.      Scrafer

Penggunaan scraper pada tambang bawah tanah apabila metode gravitasi tidak bias dimanfaatkan 30^o – 35^o, penggunaan scraper dapat menurunkan biaya development, meningkatkan produksi, dan menurunkan biaya timber.

Factor-faktor yang mempengaruhi pemilihan scrafer ;

1.      Sifat Material dan kondisi lantai kerja

2.      Sudut adalah digging angle

3.      Kapasitas scrafer dan berat buatan

4.      Typy hoist yang digunakan dipengaruhi oleh tempat kerja

Untuk daerah naik atau turun pengaruhnya terhadap sudut gali, untuk daerah naik digging angle relative besar dan material yang digali ditarik lebih sedikit, sedangkan untuk daerah turun digging angle relative kecil dan material yang digali relative besar. Hal-hal yang dibutuhkan untuk menetukan tipe dan ukuran scrafer :

1.      Kondisi material yang akan dipisahkan berat, basah, kering atau lengket, ukuran material.

2.      Tonage yang diinginkan : perjam pada jarak rata-rata, perjam pada jarak terjauh, waktu produksi.

3.      Kondisi tempat kerja : luas, lebar, panjang front kerja, jarak tempuh rata-rata dan maksimum, kondisi lantai (kasar, licin), arah angkut material, gardien lantai kerja (naik-turun)

4.      Tenaga yang tersedia: tekanan udara, listrik

5.      Maksud pemakaian scrafer untuk pekerjaan persiapan, produksi dan pengisian.

Alat muat

Klasifikasi scrafer berdasrkan jumlah hoistnya scrafer diklasifikasikan menjadi 2 :

1.      Single drum hoist

-          Konstruksi, sebuah motor penggerak, 2 buah drum, sebuah tail rape, sebuah mainrape, sebuah shape, sebuah scrafer.

-          Aplikasi cocok untuk daerah dimensi sempit dengan produksi sedikit.

2.      Double drum hoist

-          Konstruksi sebuah motor penggerak, 2 buah drum, sebuah tail rape, sebuah main rape, sebuah shape, sebuah scrafer.

-          Aplikasi cocok untuk daerah dimensi sempit dengan produksi besar.

3.      Tree drum hoist

-          Konstruksi sebuah motor penggerak, 3 buah drum 3 buah amin rope, 2 buah tail rope, 2 buah toil shafe, sebuah scafer

-          Aplikasi cocok untuk daerah dimensi stope luas dan produksi luas.

B.  Overshoot loader

Adalah alat muat yang bekerja dengan cara mendorong bucket kedalam tumpukan material hingga penuh kemudian bucket diangkat kebelakang melewati mesinnya dan menumpahkan muatan kealat angkut yang berada dibelakangnya tanpa memutar alat muat.

-          Digerakkan dengan udara bertekanan tinggi (hydraulic)

-          Overshoot loader bekerja di drift heading sempit

-          Ukuran busket bervariasi 0,14-0,60 m³

C.  Gathering arm loader

Sering digunakan pada tambang batubara, pada bagian depan dilengkapi dengan alat pengumpal material yang bertumput kemudian didorong menuju belt conveyor yang berada dibelakang, selanjutnya kea lat angkut berikutnya, dilengkapi dengan klaurel dan digerakkan dengan tenaga listrik.

D.  Slushier

Adalah suatu alat garu digerakkan dengan udara dimana efek pengaraannya diperoleh melalui sebuah garu yang dihubungkan dengan kawat masuk dalam tumpukan material lepas yang terletak didasar lantai dan membawa material ketempat penumpahan, sering digerakkan pada screen drift dari dasar scrape.

E.  Load haul dump

Alat muat-angkut tambang bawah tanah merupakan kombinasi front end loader dengan dump truck mampu memuat mengangkut dan menumpahkan material pada alat angkut berikutnya enaga penggerak adalah tenaga diesel dan jarak pengangkut dekat.

Alat angkut

-          Untuk mengangkut jarak dekat lebih kecil 5 km menggunakan truck berukuran kecil atau lhd

-          Untuk pengangkutan jarak sedang 5-20 km menggunakan truck besar, belt conveyor, cable way

-          Untuk pengangkutan jarak jauh > 20 km menggunakan pompa/pipa.

a.       Truck (mine truck)

Truck yang digunakan pada tbt hampir sama pada tambang terbuka berdasarkan roda penggeraknya (wheel drive)

-          Roda penggeraknya roda depan (front wheel drive)

-          Roda penggeraknya roda belakang (real wheel drive)

-          Roda penggeraknya roda depan dan roda belakang (four wheel drive)

-          Roda penggeraknya semua roda belakang (double rear wheel drive)

Berdasarkan pengosongannya muatan

-          End dump atau rear dump mengosongkan muatan kebelakang

-          Side dump : mengosongkan muatan kesamping

-          Bottom dump : mengosongkan muatan ke bawah.

Berdasarkan ukurannya :

-          Ukuran kecil kapasitas 25 ton

-          Ukuran sedang kapasitas 25-100 ton

-          Ukuran besar kapasitas > 100 ton

Keuntungan menggunakan truck

-          Jarak angkut bias mencapai 2 km

-          Fleksibel dalam menambah alat tanpa menganggu produksi

-          Kecepatan relative tinggi

Kerugian menggunakan truck

-          Kondisi jalan harus baik dan tidak licin

-          Jumlah operator banyak

-          Ventilasi harus baik

-          Jalan harus lebar dan tidak boleh menyudut

Hambatan-hambatan yang terjadi pada penganggutan truck

-          Grade resistence (hambatan pada tanjakan)

-          Rolling resistance (hambatan akibat ban dan jalan)

b.      Lokomotif + lori (mine car)

Pemilihan penggunaan loko tambang lori berdasarkan pada pertimbangan:

-          Jalan relative datar

-          Kemiringan maks. 5 %

-          Jarak angkut panjang

-          Tonase relative besar

-          Umur pekerjaan panjang

Berdasarkan tenaga lokomotif dibedakan menjadi 6 macam :

-          Lokomotif uap (steam lokomotif)

-          Lokomotif bakar (bensine / gasoline)

-          Lokomotif diesel (diesel lokomotif)

-          Lokomotif udara bertekanan tinggi (compressive air lokomotif)

-          Lokomotif listrik (elektrik headley loc)

-          Lokomotif batrey (storage battray loc)

Berdasarkan mengosongkan muatan lori dibedakan menjadi :

-          Rear dumper

-          Bottom dumper

-          Side dumper

-          Overtunner dumper

Keuntungan menggunakan lokomotif

-          Diperlukan mine fower lebih sedikit

-          Fleksibel dan mudah diperpanjang

-          Pengangkutan dapat dilakukan bersama-sama

-          Mempunyai kecepatan tinggi

-          Lebih mudah menyesuaikan dengan belokan

Kekuurangan menggunakan lokomotif :

-          Mempunyai kemiringan yang terbatas

-          Lantai harus kuat

-          Bahaya kebakaran, kebocoran arus gas-gas beracun menjadi meningkat

Hambatan-hambatan yang terjadi pada pengangkutan dengan lokomotif menurut (daris formula)

1.      Tram resistence : lb/ton  = 1,3 + 29/w + 0,03 v + 0,00240/WN

Hambatan untuk gerbang = 1,3 + 29/w + 0,03 v + 0,0034 Av² / WN

Hambatan untuk gerbang barang = 1.3 + 29/w + 0,045 v + 0,085 Av² /WN

Dimana :   w        = rata-rata ton/as roda

                 N         = Jumlah as roda

                 V         = Kecepatan (mph)

                 A         = Luas area

2.      Gradian resistance : 20 lb/ton

3.      Curve resistance : 0,8 lb/ton 1^o kelengkungan

Perhitungan tenaga lokomotif

Hal-hal yang mempengaruhi dalam perhitungan lokomoif :

1.      Adhesi (A)

Koefisien adhesi atau statistic fricting diantara ragam lokomotif dengan rel tergantung pada :

-          Material yang menyusun roda dan rel

-          Kondisi rel (basah, kering dan berpasir)

-          Pusat gravitasi lokomotif koefisien adhesi mempengaruhi pulling power (kekuatan tarik) atau tractive effort lokomotif.

2.      Tracrif ef fort (TE)

Adalah tenaga tarik yang ditimbulkan lokomotif untuk menggerakkan lokomotif beserta rangkaian dan muatannya tractif effort diperoleh melalui roda-roda lokomotif sehingga tenaga lokomotif tersebut tergantung pada berat lokomotif dan koefisien adhesinya.

Jenis roda	Kondisi rell	Nilai koefisien adhesi
Roda baja Roda baja Roda baja	Rel kering Rel basa/greasay Rel berpasir	0,25 v 0,15 0,30

Nilai koefisien adhesi

-          Untuk lokomotif diesel / trolley

TE = WL x 0,25 x 2240

Dimana :   wl        = Berat Lokomotif

                 A         = koefisien adhesi (0,25)

-          Untuk batheney

TL                        = wl x 0,15 x 2240

3.      Draw ball pull (DBP)

Adalah daya tarik beban (DBP) besarnya daya tarik yang dibutuhkan untuk menarik

-          Lokomotif itu sendiri

-          Rangkaian beserta muatannya

Biasanya DBP tergantung pada :

1.      Tahanan tarik

= w x 2240 x koefisien gesek

= w x R x 2240

Dimana           w         = berat

                       R         = Rolling resistance

2.      Resistance akibat gravitasi

= w x 2240 x sin τ

= w x 2240 / x

= w x 2240 x 6/100

Dimana :         A         = Sudut kemiringan

                       X         = Nilai naik turun

                       G         = Gravitasi dalam %

Untuk ton = 1 x 2240 x 1/100 = 22,4 lb/ton

3.      Percepatan lenear dan rotary acceberation

F         = m x a

F         = w/g x p

           = 2240/32,2

           = 0,2 x 5280/ 60 x 60

           = 10,2 lb/ton

Dimana :         g          = percepatan gravitasi 32,3 Ft/det³

                       F          = percepatan oil mph/det = 1 mile = 5280 ft

Rotary acceleration = 0,6 lb/ton (yang umum)

Jadi linear dan rotary acceleration pada percepatan 0,1 mph/det

= 10,2 + 0,6

= 10,8 lb/ton

DBP   = W ( R + G + L) + L (RL + G + F)

Dimana : W    = berat rangkaian kereta (ton)

               R     = Rolling resistence (lb/ton)

             G       = Gradian resistence 22,4 lb/ton untuk setiap kemiringan 1 %

             L        = Berat lokomotif

           RL       = Rolling resistence lokomtif (lb/ton)

Dari perhitungan perhitungan tersebut diperoleh dua persamaan TE :

1.      TE diperlukan dari loko untuk menggerakkan kereta dan rangkaiannya

= L (RL + G + F) – W (K + G +F)

2.      TE yang dihasilkan lokomotif

= L x 2240 x A

Maka : L x 2240 x A = L (RL + G + F) + W (R+G+F)

            L = w (R+G+F)/ 2240 a – (RL+G+F)