Penambangan Bahan Baku Dalam Industri Semen

Berikut ini akan kami jelaskan secara detail mengenai Penambangan Bahan Baku Dalam Industri Semen, yaitu sebagai berikut :

1. Material Bahan Baku

Bahan baku utama dalam produksi semen adalah batu gamping (batukapur) dan tanah liat/lempung dengan batasan kadar sebagai berikut:

a. Batu gamping : 52% <Cao< 54%

                                 MgO < 18%

b. Tanah liat        : 60%<SiO₂ <70%   

                                 14%Al₂O₃<17%

                        

Seringkali di dapat material dengan yang berada di atas atau di bawah range kualitas yang telah ditentukan sehingga perlu dicampur untuk mencapai kualitas yang diinginkan. Selain bahan baku utama, terdapat juga bahan baku untuk koreksi kadar (pasir kwarsa, pasir besi) dan bahan baku tambahan (gypsum, trass). Bahan baku koreksi dan bahan baku tambahan biasanya diambil dari daerah lain. 

2. Perizinan Tambang

Bahan baku utama diambil dengan penambangan di daerah izin pertambangan sesuai  SIPD (Surat Izin Penambangan Daerah) yang dikeluarkan oleh Pemda Tingkat I. 
  
3  Pencarian / Eksplorasi Bahan Baku

Dari pengertian eksplorasi seperti diatas, eksplorasi sebagai bagian dari usaha pertambangan dapat disebut sebagai proses eleminasi, yakni proses yang secara bertahap dan berangsur – angsur memperkecil area daerah penyelidikan sehingga akhirnya dapat terfokus kepada daerah yang berpotensi terbaik dan tersedia data dan informasi untuk bahan pengambilan keputusan investasi lebih lanjut. Pencarian bahan baku ini diawali dengan survey lapangan dengan pemetaan geologi batuan dan pengambilan beberapa sample acak secara langsung atau dengan pemboran dengan spasi lebar. Selain itu juga dilakukan penyelidikan awal sifat fisik dan mekanik batuan, struktur, dan hidrogeologi.

 4. Pemodelan Endapan dan Perencanaan Tambang

Tahap ini dimulai dengan pemboran inti (coring) secara detil/spasi sempit (100 s/d 250 m) dengan pola sesuai konsep yang didapat dari tahap eksplorasi awal. Sifat batuan dari sample  tiap lubang bor kemudian dianalisis untuk mendapatkan data geoteknik secara rinci, selain untuk mengetahui kualitas kadarnya. Sekali data – data lubang bor yang meliputi data kualitas dan data geoteknik tersebut telah diketahui, maka suatu konsep rinci tentang endapan bahan baku telah didapat. Konsep ini selanjutnya akan dipakai sebagai acuan dalam pemodelan endapan.

Perencanaan tambang dimulai dengan analisis geometri endapan berdasarkan model yang ada dengan pertimbangan aspek geoteknik, kualitas, lingkungan,  undang-undang pertambangan, ekonomi, dan sosial. Berdasarkan model endapan dan pertimbangan-pertimbangan tersebut akhirnya dibuat blok model cadangan layak tambang yang di dalamnya terdapat informasi jumlah dan kualitas tiap blok.

a. Batu Gamping

Komposisi kimia batu gamping secara umum adalah sbb :

- CaO          51 – 55 %

- SiO₂          0.1 – 1 %

- Al₂O₃        0.1 – 0.5 %

- Fe₂O₃       0.05 – 0.1 %

- MgO         0.5 – 1%

Pada beberapa blok seringkali dijumpai kualitas yang diluar range kualitas tersebut sehingga memerlukan perlakuan khusus dalam pencampuran dari berbagai blok. Pada beberapa blok di sebelah selatan terdapat peddle yaitu batu gamping pasiran dengan kadar CaO 45% dan sebaliknya di beberapa blok  juga dijumpai batu gamping dengan kadar CaO 56 %. Batu gamping dikatakan high grade jika CaO>55%, medium grade jika 51%<CaO<54 dan Low grade jika CaO<50%. Sementara itu batu gamping dikatakan dolomit jika berkadar MgO > 18 %, biasanya di-stock dulu untuk nantinya akan dicampur dengan batu gamping MgO rendah.    

b. Tanah Liat

Tabel I Komposisi Kimia Tanah Liat

Elemen	Mliwang		Telogowaru
	High Alumina	Low Alumina	High Alumina	Low Alumina
SiO2	57-59	62-65	60-65	72-75
Al2O3	20-22	15-17	18-20	12-14
Fe2O3	6-8	5-7	5-7	6-8
CaO	1-2	1-2	1-3	0.5-1
MgO	2-2.5	1.3-1.5	1.2-1.5	0.3-0.5
K2O	2-2.5	0.5-1	1-1.4	0.05-0.1
Na2O	0.5-0.7	0.1-0.2	0.01-0.05	0.01-0.05
H2O	14-18	19-20	17-18	20-21

Dikatakan high alumina jika Al2O3>18% dan low alumina jika Al2O3<18%

5  Gambaran umum daerah penambangan 

Secara umum kondisi geomorfologi daerah tambang batu gamping merupakan perbukitan batu gamping yang landai dengan elevasi 40 msl sampai dengan 117 msl yang merupakan bagian dari Antiklinorium Rembang. Perbukitan ini telah berkembang menjadi daerah karst yang dicirikan dengan banyaknya rongga pelarutan dan jalur sungai bawah tanah yang membentuk suatu sistem akuifer air tanah yang mengalir ke arah timur laut menuju titik discharge berupa mata air di Merakurak yang dimanfaatkan oleh penduduk.

Dengan demikian daerah tambang batu kapur merupakan bagian dari zona tangkapan air yang berfungsi sebagai pemasok air bagi akuifer karstik di bawahnya. Hal ini berarti segala aktifitas yang berada di atas akuifer karstik harus tidak mengganggu fungsi sistem akuifer di bawahnya. Sedangkan tambang lempung ( tanah liat ) merupakan satuan morfologi pedataran dimana tambang lempung Tlogowaru mempunyai ketinggian antara 5 – 15 m msl dan tambang lempung Mliwang dengan ketinggian 20 – 35 m msl.

6 Penambangan

6.1 Penambangan Batu Gamping

Sistem tambang terbuka  dengan pola side hill type sedangkan metode penambangan dilakukan dengan single continues bench yaitu suatu sistem tambang permukaan yang menghendaki lantai tambang selalu berada pada elevasi yang sama / hampir sama untuk memungkinkan terbentuknya catchment area yang luas sehingga jumlah air hujan yang masuk ke sistem air tanah akan maksimal.

Masing-masing kuari tersebut mempunyai karakteristik batuan yang berbeda yang oleh karenanya akan menghasilkan kualitas batu gamping yang berbeda, yang kemudian dibagi menjadi blok-blok tambang berukuran 100 m x 100 m untuk memudahkan penentuan skedul penambangan dan kontrol kualitas. Dalam hal untuk memudahkan operasi penambangan, kualitas yang menjadi acuan adalah kadar CaO dan MgO. Dalam operasi harian, target produksi dari crushing plant (jumlah dan kualitas) akan diterjemahkan dengan kombinasi penambangan blok-blok yang berbeda kualitasnya untuk mendapatkan target kualitas yang diinginkan. Tiap blok digali jenjang demi jenjang (bench by bench) untuk mencapai target elevasi tiap tahapan. Tinggi jenjang 6 meter, lebar 5 meter, dengan kemiringan lereng 80-90⁰. Saat ini operasi penambangan telah berada pada elevasi 60 msl (mean sea level) dari target final floor pada 30 msl.

Tahapan penambangan bahan baku dalam industri semen untuk batu gamping (batukapur) meliputi pembersihan dan pengupasan tanah penutup (top soil) pemboran dan peledakan (drilling and blasting), pemuatan (loading), dan pengangkutan (hauling) ke crushing plant.

a. Pembersihan dan Pengupasan tanah penutup

Pembersihan dan pengupasan tanah penutup bertujuan untuk membersihkan lahan dari pepohonan, semak dan rumput serta memisahkan humus agar tidak terangkut ke crusher. Lapisan humus ini merupakan lapisan tanah subur yang akan digunakan untuk reklamasi daerah pasca tambang, sehingga harus disimpan dan dikelola sebelum nantinya akan digunakan kembali untuk reklamasi  lahan pasca tambang. Pada kegiatan ini alat yang digunakan adalah Bulldozer type D155 merk Komatsu.  

b. Pemboran dan peledakan

Setelah dilakukan pembersihan lahan, selanjutnya dilakukan pemboran untuk peledakan, kegiatan pemboran merupakan pekerjaan pertama kali dilakukan dengan tujuan untuk membuat sejumlah lubang ledak dengan geometri dan pola tertentu pada massa batuan yang selanjutnya akan diisi dengan bahan peledak untuk diledakan. Arah pemboran yang diterapkan dilakukan secara tegak dengan pola pemboran selang – seling  ( staggered pattern ) mata bor berdiameter 3.5 inch dengan kedalaman 6 meter (sesuai rencana jenjang/bench) dan burden x spasi : 3 m x 2.75 m ( sangat bergantung dari kondisi batuan yang akan diledakan ). Mesin bor menggunakan Hydraulic drill type ROC - F7 merk Atlas Copco.

Peledakan bertujuan untuk memisahkan material  bahan baku dari massa batuan induk dengan fragmentasi yang diinginkan. Bahan peledak yang digunakan adalah  ANFO (94,5% ammonium nitrat, 5,5% fuel oil). dan Powergel , selain kedua bahan peledak utama tersebut juga digunakan  penggalak peledakan yang merupakan pelengkap dari bahan peledak utama yang fungsinya untuk meledakan bahan peledak utama tersebut baik secara langsung maupun tidak langsung dalam suatu system peledakan alat ini biasa disebut dengan Detonator/Balsting Cap/Penggalak. Dalam setiap peledakan yang harus diperhatikan adalah zero oksigen balance yaitu cara untuk mengeliminir semua bahan beracun dengan menetralkannya menggunakan molekul oksigen artinya jumlah molekul oksigen sebelum dan sesudah reaksi harus sama, jika tidak sama akan menghasilkan bahan beracun. Persamaan reaksinya sbb :

Zero oksigen balance ( 94,5 % AN + 5,5 % FO ) :

3NH₄NO₃ + CH₂  -------à 7H₂O + CO₂ + 3N₂ + 430 Kcal/kg   ( aman tidak ada bahan beracun ).

Jika kelebihan FO ( 92 % AN + 8 % FO )

2NH₄NO₃ + CH₂ ------à 5H₂O + CO ( gas beracun ) + 2N₂ + 810 Kcal/kg

Jika kelebihan AN ( 96,6 % AN + 3,4 % FO )

5NH₄NO₃ + CH₂ --------à 11H₂O + CO₂ + 4NO ( gas beracun )+ 4 N₂ + 600 Kcal/kg.

Sedangkan ukuran fragment batuan sendiri diharapkan berdiameter maksimum 80 cm. Penentuan fragmentasi batuan tersebut didasarkan pada  lebar mulut crusher.  Jika dalam hasil peledakan ternyata masih terdapat material yang oversize, maka harus dilakukan pemecahan dengan stone breaker yang dalam hal ini akan menaikkan cost produksi. Keberhasilan peledakan juga dapat dilihat pada bentuk tumpukan hasil peledakan (muck pile) sebab nantinya akan berpengaruh pada proses pemuatan (loading). Selain batasan ukuran batuan dan muckpile, peledakan juga dibatasi oleh faktor lingkungan dalam hal ini adalah ground vibration, suara ledakan, air blast dan fly rock (batuan yang terlempar terlalu jauh). Semua batasan tersebut  akan berpengaruh terhadap pembuatan desain peledakan. 

c. Pemuatan dan Pengangkutan

Selanjutnya material hasil peledakan yang memenuhi syarat fragmentasi dimuat dengan excavator (bucket 2 – 4 BCM) dan wheel loader ke dalam dump truck berkapasitas 18 – 30 ton dan diangkut ke crushing plant yang berjarak kurang lebih 2 km dari loading point. Pada kondisi tertentu material bisa saja masuk stock yard sebelum masuk crusher karena gangguan crusher atau kualitas yang kurang memenuhi syarat (adanya material dolomit). Tetapi hal tersebut sedapat mungkin dihindari karena akan memerlukan tambahan biaya pengangkutan disamping kontrol kualitas dalam stock yard sendiri yang mengalami kesulitan. Pada operasi ini alat muat  yang digunakan excavator type PC750/PC650/PC400 merk Komatsu dan wheel loader type WA500 merk Komatsu sedangkan dump truck menggunakan type CWB merk Nissan kapasitas 18 – 20 ton dan dump truck merk Scania kapasitas 30 ton. 

3.2 Penambangan Tanah Liat / Lempung

Berbeda  dengan penambangan batu gamping dimana salah satu kegiatan nya adalah pemboran dan peledakan maka dalam penambangan lempung tidak ada kegiatan pemboran dan peledakan.  Penambangan dengan sistem tambang terbuka ( Pit Type ) dan berada didua lokasi kuari yaitu Kuari Telogowaru dan Kuari Mliwang yang dibagi menjadi beberapa blok tambang. Selain beroperasi di wilayah SIPD sendiri, penambangan juga dilakukan di beberapa daerah SIPD lain baik di Telogowaru maupun di Mliwang yang merupakan KSO (Kerjasama Operasi). Hal ini dilakukan untuk tujuan penghematan cadangan sehingga mining life-nya bisa lebih panjang. Material dari kedua kuari tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda terutama kandungan alumina dan silikanya sehingga untuk mendapatkan kualitas yang diinginkan harus dilakukan pencampuran.  Untuk memudahkan penambangan, item kualitas yang menjadi acuan adalah kandungan alumina dengan tetap melihat kandungan silica.

a. Pembersihan dan pengupasan tanah penutup

Seperti halnya penambangan batu gamping, kegiatan penambangan tanah liat dimulai dengan pembersihan lahan dan pengupasan tanah penutup setebal 30 - 100 cm. Tanah penutup ini disimpan di daerah terpisah untuk tujuan reklamasi, adapun alat yang digunakan untuk kegiatan ini adalah Bulldozer  type D85/D65 merk Komatsu.

b. Penggalian dan pemuatan

Untuk memisahkan material dari massa induknya dilakukan penggalian  dengan excavator berukuran bucket sekitar 2 BCM yang kemudian dimuatkan ke dump truck. Penggalian dilakukan jenjang demi jenjang dengan tinggi jenjang  2 meter dan lebar 3 meter. Pada kegiatan ini alat yang diguanakan excavator type PC400/PC200 merk Komatsu.

c. Pengangkutan

Tanah liat dari kuari diangkut ke clay storage dengan dump truck berkapasitas 18 ton. Jarak clay strorage ke Kuari Telogowaru sekitar 2 km sedangkan clay storage ke Kuari Mliwang sekitar 5 km. Di clay storage, tanah liat dipisahkan menurut blok dan kuari untuk mengontrol kualitas pada saat pengumpanan ke clay crusher.

Dari clay storage ini, selanjutnya clay akan diumpankan ke clay crusher menggunakan wheel loader type WA500 merk Komatsu yang kemudian dicampur dengan hasil crushing batu gamping untuk membentuk pile.   

Demikianlah penjelasan mengenai Penambangan Bahan Baku Dalam Industri Semen, semoga bermanfaat bagi pembaca yang berkunjung di blog saya.

Salam Sukses...............