DASAR TEORI LAPORAN PRAKTIKUM ILMU UKUR TAMBANG

BAB II

DASAR TEORI

2.1.       Survey Tambang Terbuka

Pengukuran (survey) adalah sebuah teknik pengambilan data yang
dapat memberikan nilai panjang, tinggi dan arah relatif dari sebuah obyek ke obyek lainnya. Hasil penelitian geodesi dipakai sebagai dasar referensi pengukuran, kemudian hasil pengolahan data pengukuran adalah dasar dari pembuatan peta (Tim Asisten, 2014)

Survei pertambangan yaitu sebuah cabang ilmu dan teknologi dan bidang pertambangan. Pekerjaan ini meliputi pengukuran, perhitungan, dan pemetaan yang melayani tujuan mendapatkan informasi pada semua tahap dari prospeksi untuk eksploitasi dan memanfaatkan kandungan mineral, baik berada pada permukaan maupun pada bawah tanah. Berikut ini adalah kegiatan utama dari survei tambang:

1.        Menginterpretasi geologi tentang kandungan  mineral dalam kaitannya dengan eksploitasi ekonomi daripadanya

2.        Penyelidikan dan negosiasi hak pertambangan mineral

3.        Membuat dan merekam, dan perhitungan pengukuran survei tambang pertambangan kartografi

4.        Investigasi dan prediksi dampak tambang yang bekerja pada permukaan dan dibawah permukaan.

5.        Perencanaan tambang perencanaan dalam konteks lingkungan setempat dan rehabilitasi setelah ditambang.

(Anonim, 2014)

Pekerjaan survey pada survey tambang terbuka dapat dikategorikan sebagai pekerjaan Geodesi Rendah (Plane Geodesi). Pada umumnya wilayah tambang tidak mencakup areal yang terlalu luas sehingga kelengkungan bumi dapat diabaikan (dalam beberapa area tambang, kelengkungan bumi tetap diperhitungkan).

Pemetaan topografi merupakan pengukuran yang dilakukan untuk menghasilkan sebuah peta yang mangambarkan suatu permukaan datar dari seluruh atau bagian dari permukaan bumi, untuk memperlihatkan kenampakan fisik, politik, atau  lainnya tiap titik pada diagram dihubungkan dengan posisi geografi menurut skala dan proyeksi tertentu (Firmansyah, 2012)

Sepanjang zaman, peta telah mempunyai dampak mendalam pada kegiatan manusia, dan dewasa ini tuntutan akan peta barangkali lebih besar dari sebelumnya. Peta-peta sangat penting dalam rekayasa, pengelolaan sumber daya, pertanian, dan banyak bidang lainnya. Peta memperlihatkan beraneka ragam ciri, misalnya topografi, batas-batas hak milik, jalur lintas transportasi, jenis-jenis tanah, tumbuh-tumbuhan, pemilikan tanah untuk tujuan pajak, dan lokasi mineral serta sumber daya.

Peta merupakan gambaran permukaan bumi dalam skala yang lebih kecil pada bidang datar. Suatu peta ‘idealnya’ harus dapat memenuhi ketentuan geometrik sebagai berikut :

1.        Jarak antara titik yang terletak di atas peta harus sesuai dengan jarak sebenarnya di permukaan bumi (dengan memperhatikan faktor skala peta)

2.        Luas permukaan yang digambarkan di atas peta harus sesuai dengan luas sebenarnya di permukaan bumi (dengan memperhatikan faktor skala peta)

3.        Besar sudut atau arah suatu garis yang digambarkan di atas peta harus sesuai dengan besar sudut atau arah sebenarnya di permukaan bumi

Peta topografi sangat bermanfaat dalam hal perencanaan tambang. Peta tersebut digunakan dalam mengetahui keadaan yang sebenarnya dilapangan sehingga sangat bermanfaat sekali dalam penentuan rencana penambangan. Pada awal tahap perencanaan untuk setiap proyek (tambang) yang baru, terdapat banyak faktor yang harus dipertimbangkan.

Pemetaan topografi dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain :

1.      Metode Teristris

Pada metode ini terdapat dua jenis pengukuran yaitu pengukuran sifat datar dan pengukuran polygon.

a.       Pengukuran sifat datar yakni pengukuran untuk menentukan beda tinggi antara dua titik atau lebih secara langsung atau tidak langsung yang dilaksanakan serentak atau dibagi dalam beberapa seksi.

b.      Pengukuran polygon yakni pengukuran jumlah sudut yang diukur dilapangan dimana sudut tersebut dihubungkan menjadi beberapa garis lurus dari suatu titik ketitik yang lain untuk menentukan titik koordinat.

Soetomo Wongsotjitro (1985 : 99) menyebutkan bahwa Pengukuran polygon terbagi dua jenis yaitu polygon terbuka dan polygon tertutup.

a.       Poligon terbuka yaitu poligon yang titik akhirnya dan titik awalnya pada titik yang berbeda/ tidak menutup.

 Sumber : Soetomo, 1985 : 99

Gambar 2.1.

Poligon Terbuka

Pada gambar di atas, koordinat titik A dan B diketahui, dengan demikian kita dapat menghitung sudut jurusan AB. Untuk menentukan koordinat titik 1 diperlukan koordinat titik A, sudut jurusan A-1 dan jarak A-1, begitu pula titik 2 diperlukan koord titik 1, sudut jurusan dan jarak 1-2 dan seterusnya.

Dari gambar di atas, dapat dilihat bahwa α_ab= (lihat rumus di bawah)

α_a1 = α_{ab + Sa}

α₁₂ = α_{a1 + S1- 180}                               α_{(n, n+1)} = α_{(n-1, n) + Sn - 180}

α₂₃ = α_{ab + S2 - 180}

b.      Poligon tertutup yaitu poligon yang titik awalnya dan titik akhirnya pada titik yang sama atau tertutup. Adapun syarat geometris adalah :

1. ∑ Si = (n - 2) 180^o ; Jumlah Sudut Luar ∑ Si = (n + 2) 180^o

2. ∑ d. Sin α = 0

3. ∑ d. Cos α = 0

Sumber : Soetomo, 1985 : 99

Gambar 2.2.

Poligon Tertutup

2.    Metode Fotogrametris

Pengukuran detail topografi selain dapat langsung dikerjakan di lapangan (seperti metode teristris), dapat pula dilakuan dengan teknik pemotretan udara, sehingga dalam waktu yang singkat dapat terukur atau terpotret daerah yang seluas mungkin. Pada dasarnya metode fotogrametris ini mencakup fotogrametris metrik dan interpretasi citra. Fotogrametris metrik merupakan ilmu dan teknik pengukuran citra, sedangkan interpretasi citra merupakan pengenalan serta identifikasi suatu objek pada foto. Salah satu metode fotogrametris yaitu dengan menggunakan foto udara. Foto udara adalah hasil pemotretan sebagian kecil permukaan bumi dengan menggunakan kamera yang dipasang di atas pesawat terbang, dan melintasi daerah pemotretan pada ketinggian tertentu.

Ada beberapa cara pengukuran alat dalam praktikum Ilmu Ukur Tambang, yaitu sebagai berikut:

1.        Pengukuran Azimuth dan Sudut Jurusan

Azimuth ialah besar sudut antara utara magnetis (nol derajat) dengan titik/ sasaran yang kita tuju, azimuth juga sering disebut sudut kompas, perhitungan searah jarum jam. Ada tiga macam azimuth yaitu :

a.         Azimuth sebenarnya, yaitu besar sudut yang dibentuk antara utara sebenarnya dengan titik sasaran.

b.        Azimuth magnetis, yaitu sudut yang dibentuk antara utara kompas dengan titik sasaran.

c.         Azimuth Peta, yaitu besar sudut yang dibentuk antara utara peta dengan titik sasaran.

Back Azimuth adalah besar sudut kebalikan/kebelakang dari azimuth. Cara menghitungnya adalah bila sudut azimuth lebih dari 180 derajat maka sudut azimuth dikurangi 180 derajat, bila sudut azimuth kurang dari 180 derajat maka sudut azimuth dikurangi 180 derajat, bila sudut azimuth-nya 180  derajat maka back azimuth-nya adalah  derajat atau 360 derajat. Azimuth adalah suatu sudut suatu sudut yang dimulai dari salah satu ujung jarum magnet dan diakhiri pada ujung objektif garis bidik yang besarnya sama dengan angka pembacaan

2.        Pengukuran Luas Secara Grafis

Cara ini dilakukan apabila gambar tanah hanya diketahui skalanya saja tanpa dukungan data lain seperti angka ukur dan lain-lain, serta batas tanah berupa garis-garis lurus. Untuk itu diperlukan piranti pengukuran jarak dalam gambar seperti mistar skala, jangka tusuk dan sebagainya. Penentuan luas secara grafis dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:

a.         Dengan membagi-bagi gambar menjadi bentuk-bentuk geometris yang lebih sederhana, sehingga dengan penjangkaan atau pengukuran beberapa sisinya dapat dihitung luasannya.

b.        Dengan mengubah bentuk gambar menjadi bentuk geometri yang lebih sederhana dengan luas yang sama, sehingga dengan penjangkaan beberapa sisinya dapat dihitung luasnya.

c.         Dengan menggunakan mal grid yang terbuat dari kertas transparan misalnya millimeter kalkir, sehingga luas tanah yang akan diukur dihitung dengan kelipatan dari jala-jala grid.

3.        Pengukuran Volume Menggunakan Sayatan Kontur

Digunakan untuk endapan yang mempunyai geometri teratur dengan luas masing-masing penampang yang tidak jauh berbeda.

Rumus Average Mean Area :

Keterangan :    S1 & S2           = Luas Penampang (m²)

                                    L                      = Jarak Antar Penampang (m)

                                    V                     = Volume (m³)

Tambang terbuka (open pit mine) adalah bukaan yang dibuat di permukaan tanah, bertujuan untuk  mengambil bijih dan akan dibiarkan tetap terbuka (tidak ditimbun kembali) selama pengambilan bijih masih berlangsung. Untuk mencapai badan bijih yang umumnya terletak di kedalaman, diperlukan pengupasan tanah/batuan penutup (waste rock) dalam jumlah yang besar. Tujuan utama dari operasi penambangan adalah menambang dengan biaya serendah mungkin sehingga dicapai keuntungan yang maksimal. Pemilihan berbagai parameter desain dan penjadwalan dalam pengambilan bijih dan pengupasan batuan penutup melibatkan pertimbangan teknik dan ekonomi yang rumit. Mesti diambil kompromi yang optimal antara memaksimalkan perhitungan ekonomis dan adanya parameter pembatas karena faktor geologi dan pertimbangan teknik lain.

Di Indonesia, khususnya pada tambang batubara, di mana keberadaan potensi batubaranya masih banyak yang dijumpai pada kedalaman kecil (dangkal), maka tambang terbuka adalah pilihan yang paling tepat dan ekonomis. Tetapi di Jepang, di mana peraturan tentang perubahan bentang alam (morfologi) sangat ketat, semua tambang batubara yang beroperasi pada abad 20, menerapkan tambang bawah tanah. Ketetapan tersebut juga mensyaratkan potensi batubara yang berada pada kedalaman 250 meter di bawah dasar cekungan air (laut maupun danau) tidak boleh ditambang. Dalam hal ini peta topografi tidak akan banyak gunanya bagi perencanaan tambang, kecuali untuk penempatan fasilitas-fasilitas tambang yang memang harus berada di permukaan.

*Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013

Gambar 2.3.

Open Pit Mine

Untuk kebutuhan perencanaan tambang terbuka, peta topografi memegang peranan sentral, karena dari sini nantinya akan diturunkan beberapa satuan peta :

1.        Peta hasil eksplorasi, yang memuat informasi tentang posisi singkapan batubara, posisi titik bor, dll.

2.        Peta ketebalan batubara.

3.        Peta ketebalan overburden.

4.        Peta distribusi fungsi kualitas, misalnya kadar sulfur, distribusi kalori, dan lain-lain.

5.        Peta jalan tambang dan kemiringan lereng.

6.        Peta kemajuan tambang.

7.        Peta perencanaan drainase tambang (peta penyaliran).

Dalam beberapa kasus, kesalahan dalam pekerjaan survey dan pemetaan di tambang akan sangat erat dengan tujuan penambangan itu sendiri, yakni dalam pelaksanaan investigasi kandungan tambang (eksplorasi) dan tahap pengambilan material tambang (eksploitasi). kesalahan-kesalahan dalam pekerjaan tambang akan menyebabkan beberapa hal dibawah ini:

1.        Kesalahan data-data survey dalam kegiatan eksplorasi akan menyebabkan kesalahan dalam membuat model cadangan bahan tambang, serta menentukan besaran cadangan terkira dan terukur suatu tambang.

2.        Kesalahan ini akan menyebabkan analisa dalam studi kelayakan tambang, dan analisa ekomoni tambang.

3.        Kesalahan dalam pembuatan model cadangan bahan tambang akan mengakibatkan kesalahan pada kesalahan pembuatan design dan kesalahan pada penentuan metode penambangan.

4.        Kesalahan pada pembuatan model akan mengakibatkan kesalahan dalam perencanaan tambang dan produksi penambangan sehingga cadangan yang berada dibawah tanah tidak dapat diambil seluruhnya.

5.        Kesalahan dalam pengukuran pemasangan patok oleh survey akan menyebabkan salahnya penggalian yang berdampak pada :

a.    Volume galian perencaan tidak sama dengan aktual sehingga cost dari penambangan akan bertambah.

b.    Terganggunya stabilitas/kemantapan lereng karena perubahan geometri lereng.

c.    Pengambilan material yang salah sehingga kualitas material tidak sesuai dengan perencanaan

2.2.       Survey Tambang Bawah Tanah

Survey atau pengukuran tambang yang dilakukan pada pengukuran bawah  tanah (underground)  meliputi banyak keistimewaan yang tidak dijumpai pada pengukuran di permukaan (surface). Kegelapan, kelembaban, aliran air, daerah yang kasar dan tidak rata, daerah penglihatan yang terbatas dan memerlukan penglihatan yang lama dalam membidik sasaran adalah beberapa masalah yang dihadapi dalam pengukuran tambang bagi surveyor. Perlu ketelitian dalam membaca instrumen dan pita ukur, lebih lanjut disekeliling patok dinding dan latar belakangnya harus diperiksa hati-hati terhadap runtuhan batu yang dapat merusak atau operatornya, atau pun patok akan rusak dan tidak berfungsi.

Selain hal-hal diatas beberapa faktor penting yang juga perlu diperhatikan antara lain adalah tentang gangguan aliran air, rembesan air dan sebagainya, sehingga instrumen harus dilindungi dari pengaruh rembesan air tersebut. Faktor kelembaban (humidity) harus selalu di kontrol, sehingga diperlukan aliran udara yang dimaksud agar surveyor dapat tahan lama dalam melakukan pengukuraan. Adanya pengaruh medan magnet, misalnya pada rel, jalan-jalan kereta dorong, pada bijih yang sifatnya magnetik (hematite, pyrolusite, dsb ) akan mempengaruhi pembacaan. Karena pengaruh-pengaruh tersebut di atas maka sangat diperlukan ketelitian dalam pembacaan. Jadi perlu diperhatikan pada daerah sekitar patok yang akan ditempati instrumen, untuk tidak memasang instrumen pada daerah batuan lepas, daerah penirisan maupun daerah pich, karena batuan induk (country rock) yang tidak kuat mengakibatkan kecelakaan bagi operator (surveyor) dan instrumen itu sendiri.

Dalam penempatan instrumen, hindari penempatan kaki pada rel, pada landasan, pada material lepas yang tertimbun pada lintasan atau parit saluran air. Kesalahan umum yang terjadi adalah tumpuan tripot yang melawan rel, gangguan rel dapat menggerakkan instrumen dari bawah patok. Berkali-kali para operator instrumen tidak menyadari kejadian ini.

Biasanya praktek disertai penomoran angka tiap level untuk memberi informasi dari masing-masing level itu. Misalnya pada kedalaman 100 ft, penentuan patok menjadi 101, 102, 103 dan seterusnya. Pada kedalaman 200 ft dengan nomer 201, 202, 203 dan seterusnya yakni setiap 100 ft level dinomeri. Bila beberapa level terlewati katakanlah level pertama diawali pada kedalaman 400 ft dan patok menjadi 401, 402, 403 dan seterusnya. Tambang yang digali secara mahal mungkin mencapai 99 patok. Bila hal ini terjadi, system yang berhubungan harus diterapkan dengan memakai penandaan level untuk memastikan lokasi patok. Tambang yang dikerjakan lewat terowongan-terowongan dapat ditangani dengan memberi angka level yang ekivalen dengan terowongan itu atau bila hanya satu terowongan yang digunakan berilah  angka-angka  patok dari angka 1 hingga 99.

Titik poligon bawah tanah dapat dipasang secara permanen maupun sementara. Pemilihan lokasi titik poligon harus dapat saling dilihat, dan jaraknya sejauh mungkin. Patok titik poligon permanen di Pasang pada langit-langit terowongan atau di lantai dari jalan atau lorong utama, pada dasar lubang galian, pada simpangan atau di tempat lain yang dianggap perlu. Titik permanen dipasang paling sedikit tiga buah dengan posisi berseberangan dan interval jarak titik-titik permanen antara 300 - 500 m. Pemasangan titik permanen di lantai dasar dilakukan apabila dinding langit-langit lembek, sedangkan patok sementara dipasang pada papan yang melintrang di atasnya dengan membuat sentering dengan unting-unting. Apabila pada tempat yang berair asin atau yang mengandung garam, patok sebaiknya dibuat dari metal yang tahan garam atau stainless.

Pengambilan titik detail akan meratakan semua ketidakteraturan dan tonjolan-tonjolan sepanjang lorong. Pencatatan yang lengkap terhadap ketidakteraturan drift, cross cut, raise, winze dan lain-lain adalah dasar dilakukannya pengambilan detail. Drift merupakan suatu lubang bukaan mendatar yang dibuat dekat atau pada endapan bijih dan arahnya sejajar dengan jurus atau dimensi terpanjang dari endapan bijihnya. Cross cut adalah suatau lubang bukaan mendatar yang menyilang/ memotong jurus endapan bijih. Raise adalah suatu lubang bukaan vertikal atau agak miring yang dibuat dari level bawah ke level yang diatasnya. Sedangkan Winze adalah lubang bukaan vertikal atau agak miring yang dibuat dari level atas ke level yang di bawahnya. Penggambaran daerah penambangan pada peta terkadang dilakukan dari data daerah yang dicatat. Juga management penambangan dapat untuk menangani raise dari satu level ke level lain, dan tidak dipunyainya pengetahuan akan kurva drift akan menyebabkan raise muncul ditengah-tengah drift atau menonjol di satu sisi.

Ketidakteraturan muncul karena sifat batu yang terpenetrasi, menurut pengalaman hal itu berdasarkan indikasi bijih yang tampak. Bila penambangannya berbentuk blok-blok, misal pada batu akan membentuk permukaan yang bergelombang dengan kelebaran bervariasi. Apapun penyebabnya, permulaan arah yang terbentuk dan ukurannya harus dicatat.

Gambar 2.4.

Penampangan Level pada Simulasi Pengukuran Tambang Bawah Tanah

(Penggambaran pada Autocad Land Desktop)

Setelah praktikum dilakukan, akan didapat data-data hasil pengukuran yang selanjutnya digunakan pada perhitungan untuk pembuatan peta simulasi tambang bawah tanah. Data-data tersebut akan diolah terlebih dahulu dengan menggunakan rumus-rumus tertentu yang pada akhirnya dapat digunakan secara langsung untuk pembuatan peta terowongan bawah tanah. Adapun rumus-rumus tersebut antara lain adalah rumus untuk menghitung  volume  section (volume antara  2 titik detail) pada terowongan yakni dengan menjumlahkan luas satu titik detail dengan titik detail berikutnya dengan dikalikan jarak lalu dibagi dua dan seterusnya sampai seluruh volume terowongan diketahui, dimana untuk mendapatkan luas satu titik detail digunakan perhitungan sebagai berikut, Luas ½ Lingkaran = ½ x 3,14 x r²  ditambahkan dengan luas persegi  pada titik detail tersebut dengan rumus panjang  x lebar, kemudian menjumlahkan hasil dari keduanya, maka didapatlah luas pada satu titik detail.