BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses penambangan dalam kegiatan dan konstruksinya sering menerobos dan memotong muka air tanah lokal atau regional. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang mengatur air yang timbul (baik akibat pengupasan lahan atau air dari yang berasal dari hujan). Sistem tersebut dinamakan sistem penyaliran tambang. Sistem penyaliran tambang saat ini lebih dikenal dengan mine dewatering (terpisah dari mine drainage yang lebih berfokus pada penanganan air asam tambang/acid mine drainage). Pengetahuan, pemahaman, serta penerapan sistem penyaliran tambang ini merupakan bagian penting dari proses penambangan, baik itu tambang terbuka (open pit mining) ataupun tambang dalam (underground mining). Salah satu sumber air yang harus dipelajari dan diatasi pada sistem penyaliran tambang adalah air yang berasal dari hujan. Dimana hujan tersebut merupakan fenomena alam yang tidak bisa dipungkiri dan dicegah. Hal itu dikarenakan hujan termasuk ke dalam salah satu bagian dari siklus hidrologi bumi yang selalu terjadi dan tidak akan pernah terhenti. Namun, hal penting yang perlu mendapat perhatian serius adalah memprediksi kapan cuaca ekstrim terjadi, yaitu 1
38
Embed
Laporan Akhir Hidrogeologi Dan Penentuan Catchment Area Serta Tipe-tipe Pompa
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses penambangan dalam kegiatan dan konstruksinya sering
menerobos dan memotong muka air tanah lokal atau regional. Oleh karena itu,
diperlukan suatu sistem yang mengatur air yang timbul (baik akibat pengupasan
lahan atau air dari yang berasal dari hujan). Sistem tersebut dinamakan sistem
penyaliran tambang.
Sistem penyaliran tambang saat ini lebih dikenal dengan mine dewatering
(terpisah dari mine drainage yang lebih berfokus pada penanganan air asam
tambang/acid mine drainage). Pengetahuan, pemahaman, serta penerapan
sistem penyaliran tambang ini merupakan bagian penting dari proses
penambangan, baik itu tambang terbuka (open pit mining) ataupun tambang
dalam (underground mining).
Salah satu sumber air yang harus dipelajari dan diatasi pada sistem
penyaliran tambang adalah air yang berasal dari hujan. Dimana hujan tersebut
merupakan fenomena alam yang tidak bisa dipungkiri dan dicegah. Hal itu
dikarenakan hujan termasuk ke dalam salah satu bagian dari siklus hidrologi
bumi yang selalu terjadi dan tidak akan pernah terhenti.
Namun, hal penting yang perlu mendapat perhatian serius adalah
memprediksi kapan cuaca ekstrim terjadi, yaitu di mana aliran air tanah dan air
limpasan sangat membahayakan front penambangan. Ketika pengambilan
keputusan untuk memilih salah satu cara penyaliran saja tanpa memperhitungan
kondisi cuaca ekstrim, maka bila terjadi banjir di dalam front penambangan
semuanya akan sia-sia dan biaya pun akan membengkak.
Oleh sebab itu, kondisi cuaca pada tambang terbuka sangat besar
efeknya terhadap aktifitas penambangan dan apabila hal ini sudah
diperhitungkan sebelumnya, maka front penambangan akan terhindar dari
kondisi yang membahayakan karyawan maupun peralatan.
Berdasarkan penjelasan di atas maka dibuatlah laporan ini yang di
dalamnya menjelaskan mengenai sistem penyaliran tambang terbuka, aspek
1
2
yang mempengaruhi sistem penyaliran tambang, dan menjelaskan pula
mengenai metode penyaliran tambang tersebut.
1.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari pembuatan laporan Praktikum Perencanaan dan Simulasi
Tambang ini adalah untuk mengetahui dan memahami mengenai kajian hidrologi
dalam perencanaan tambang.
1.2.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui kajian hidrologi dengan penirisan dan penyaliran
tambang pada kegiatan perencanaan tambang,
2. Mengetahui penentuan arah aliran air permukaan,
3. Untuk mengetahui parameter pembuatan catchment area,
4. Untuk mengetahui perhitungan debit air yang masuk ke dalam tambang,
5. Untuk mengetahui kebutuhan pompa dalam suatu tambang yang memiliki
besaran debit tertentu.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Penyaliran Tambang Terbuka
Sistem penyaliran pada suatu lokasi tambang sangat penting untuk
menjaga kelancaran dan keselamatan kerja. Hal ini berkaitan dengan adanya air
tanah yang berasal dari curah hujan berupa air limpasan, maupun airtanah yang
dikandung di dalam lapisan batuan.
Beberapa faktor yang mempengaruhi penyaliran adalah jumlah
prepitasi/uap air yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah (mm), intesitas curah
hujan (mm/jam), ukuran dan dimensi saluran air, daerah pengaliran, kecepatan
dan arah angin, hubungan topografi dan hujan, sistem penyaliran yang
digunakan, pengamatan curah hujan, ukuran butir dan kecepatan jatuh.
Gambar 2.1 Model Sistem Penyaliran Tambang
Penanganan masalah air dalam suatu tambang terbuka dapat dibedakan
menjadi :
2.1.1 Mine Drainage
Mine drainage merupakan upaya untuk mencegah masuknya atau
mengalirnya air ke tempat lokasi tambang, hal ini umumnya filakukan untuk
menangani air tanah dan air yang berasal dari aliran permukaan (surface run off).
Metode pengaliran tambang (mine drainage) ada beberapa diantaranya metode
siemens, metode elektro osmosis, metode vacum pump with small pipe, metode
pemompaan dalam, dan sebagainya.
3
4
2.1.2 Mine Dewatering
Mine dewatering merupakan upaya untuk mengeluarkan ait yang telah
masuk ke lokasi tambang, dan belum sempat di antisipasi, biasanya untuk
penanganan air hujan. Ada beberapa metode dalam mine dewatering antara lain
system sumuran, system puritan dan system adit.
2.2 Faktor-faktor Hidrologi yang mempengaruhi Lokasi Tambang
Berikut faktor-faktor hidrologi yang terjadi dan mempengaruhi lokasi
pertambangan.
1. Curah Hujan
Curah hujan yang terjadi pada suatu daerah regional akan mempengaruhi
besar kecilnya volume air yang yang masuk pada lokasi tambang. Dengan
demikian, data curah hujan yang baik akan sangat membantu dalam penentuan
dan perhitungan dalam penyaliran tambang.
2. Limpasan Permukaan (surface run-off)
Air yang masuk ke dalam lokasi tambang dapat terjadi karena air
limpasan permukaan yang terjadi. Air tersebut dapat terjadi karena turunnya
hujan baik itu pada lokasi tambang sendiri ataupun pada lokasi lain yang
termasuk daerah yang mempengaruhi keadaan air lokasi tambang seperti
daerah yang terletak lebih tinggi dan satu kawasan dengan lokasi penambangan.
Air hujan yang akan mempengaruhi secara langsung system drainase adalah air
hujan yang mengalir pada permukaan tanah (run off) ditambah sejumlah air yang
keluar dari proses infiltrasi air tanah.
3. Limpasan Bawah Permukaan (subsurface run-off)
Limpasan bawah permukaan atau disebut juga dengan air bawah
permukaan biasanya menjadi pemasok terbesar air yang masuk ke dalam lokkasi
tambang karena kebanyakan lubang bukaan tambang biasanya selalu
memotong lapisan akifer.
Semua air yang mengalir ini tidak akan menjadi sumber dari suatu sistem
drainase. Kondisi ini tegantung dari daerah tangkapan hujannya dan dipengaruhi
oleh beberapa faktor, antara lain kondisi topografi, rapat tidaknya vegetasi serta
keadaan geologi. Penentuan luas daerah tangkapan hujan berdasarkan pada
peta daerah yang akan diteliti. Setelah tugas tersebut ditentukan, maka
pengukuran luasnya menggunakan planimeter dengan memperhatikan daerah
5
aliran air limpasan yang mengalir sesuai dengan kontur masing-masing daerah.
Hasil dari pembacaan planimeter kemudian dikalikan dengan skala yang
digunakan dalam peta sehingga didapatkan luas tangkapan hujan dalam m2.
2.3 Pompa
Pompa adalah merupakan salah satu jenis mesin yang berfungsi
untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan.
Zat cair tersebut contonya adalah air, oli atau minyak pelumas, atau
fluida lainnya. Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah
satu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh
pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai
air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di
boiler.
Pada industri, pompa banyak digunakan untuk mensirkulasi air
atau minyak pelumas atau pendingin mesin-mesin industri. Pompa juga
dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompa pelumas, bensin atau air
pendingin. Jadi pompa sangat penting untuk kehidupan manusia secara
langsung yang dipakai dirumah tangga atau tidak lansung seperti pada
pemakaian pompa di industri.
Pada pompa akan terjadi perubahan dari dari energi mekanik
menjadi energi fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi
fluida ini disebut head atau energi persatuan berat zat cair. Ada tiga
bentuk head yang mengalami perubahan yaitu head tekan, kecepatan dan
potensial. Selain dapat memindahkan cairan, pompa juga dapat berfungsi
sebagai untuk meningkatkan kecepatan, tekanan dan ketinggian pompa.
Berdasarkan sistem kerjanya pompa dalam penambangan batubara dan
yang biasa digunakan dalam industri perminyakan dapat dibedakan menjadi :
2.2.1 Pompa Sentrifugal
Pompa Sentrifugal merupakan penemuan terbesar di bidang fluida.
Pompa yang pertama berkembang adalah positive discplacement pump (PD
pump), Namun kapasitasnya sangat terbatas. Dengan pompa sentrifugal, air
dapat digunakan untuk kapasitas jauh lebih besar. Desainnya jauh lebih simple
sehingga bisa lebih murah.
6
Pada pompa lumpur cara kerjanya berbeda dengan pompa PD, yaitu
membanting lumpur menggunakan gaya sentrifugal. Cara kerja inilah yang
membuat pompa sentrifugal unggul, namun juga memiliki kelemahan ketika
memompa cairan yang lebih kental.
Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam
fasilitas gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi
sebelum diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal. Gaya sentrifugal
ialah sebuah gaya yang timbul akibat adanya gerakan sebuah benda atau
partikel melalui lintasan lengkung (melingkar).
Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:
Gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi
luar sehingga kecepatan fluida meningkat,
Kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau
diffuser) menjadi tekanan atau head.
Selain pompa sentrifugal, industri juga menggunakan pompa tipe positive
displacement. Perbedaan dasar antara pompa sentrifugal dan pompa positive
displacement terletak pada laju alir discharge yang dihasilkan oleh pompa. Laju
alir discharge sebuah pompa sentrifugal bervariasi bergantung pada besarnya
head atau tekanan sedangkan laju alir discharge pompa positive displacement
adalah tetap dan tidak bergantung pada head-nya.
1. Pompa- Aliran Campur,
2. Pompa Aksial.
Gambar 2.2Pompa Centrifugal
7
2.3.2 Pompa Reciprocating (bolak-balik)
Pompa Reciprocating merupakan suatu pompa yang dapat mengubah
energi mekanis menjadi energi aliran fluida dengan menggunakan piston
yang dapat bergerak bolak-balik didalam silinder.
Pompa ini merupakan pompa bolak-balik yang dirancang
untuk menghasilkan kapasitas yang cukup besar. Umumnya menggu
nakan head yang rendah. Dan digunakan pada perbedaaan ketinggian yang
tidak terlalu besar antara suction dan discharge. (Tyler G. Hicks 1971)
Udara yang bergerak cepat dibentuk dengan melepaskan udara
tekanan tinggi melalui sebuah celah buang dipermukaan yang berdekatan,
dan menyeret udara keluar, bersama dengan itu Semakin tinggi tekanan
pasokan udara primer maka semakin buruk efisiensi. Cairan memasuki
ruang pompa melalui katup inlet dan didorong keluar melalui katup keluaran
oleh aksi piston atau diafragma.
Pompa reciprocating terdiri dari banyak jenis dan diklasifikasikan
berdasarkan kriteria yang bermacam-macam. Adapun keuntungan dan
kerugian dalam menggunakan pompa reciprocating adalah:
Keuntungan dari Pompa Reciprocating :
a. Efisiensi lebih tinggi,
b. Dapat digunakan langsung tanpa memerlukan pancingan,
c. Bila bekerja pada kecepatan konstan, akan mempunyai kecepatan
dan tekanan yang konstan pula,
d. Cocok untuk penggunaan head tinggi dengan kapasitas rendah.
Kerugian dari Pompa Reciprocating :
a. Konstruksi lebih rumit,
b. Keadaan efisiensi yang tinggi tidak akan didapat lagi bila
pompa beroperasi pada kondisi yang tidak sesuai.
2.4 Daerah Tangkapan Hujan (Catchment Area)
Catchment area adalah daerah tempat hujan mengalir menuju ke saluran
yang biasanya ditentukan berdasakan perkiraan dengan pedoman garis kontur.
8
Pembagian catchment area didasarkan pada arah aliran yang menuju ke saluran
tersebut.
Catchment area biasanya terletak ditempat yang lebih rendah, karena
mengingat air hujan kan mengalir ke tempat yang lebih rendah sebelum menuju
ke saluran pengaliran. Daerah tangkapan hujan ini berpengaruh dalam
menentukan debit air limpasan yang akan masuk ke salam suatu tempat,
misalnya ke bukaan tambang (pit).
Penentuan geometri, bentuk, dan luasan daerah tangkapan hujan
berdasarkan peta topografi dan hasil pengamatan limpasan air permukaan
(surface run off) dilapangan. Biasanya digunakan daerah yang dibatasi gunung
atau bukit yang diperkirakan akan mengumpulkan air hujan.
Atau dapat juga merupakan suatu daerah yang dibatasi oleh pembatas
topografi berrupa punggung bukit atau gunung yang menampung air hujan yang
jatuh diatasnya, yang kemudian dialirkan ke sungi, laut ataupun danau.
9
BAB III
PEMBAHASAN
Permasalahan air yang harus diatasi dan dikendalikan di area tambang,
baik tambang terbuka maupun tambang dalam dikaji di dalam penyaliran
tambang. Penyaliran bisa bersifat pencegahan atau pengendalian air yang
masuk ke lokasi penambangan. Hal yang perlu diperhatikan adalah kapan cuaca
ekstrim terjadi, yaitu ketika air tanah dan air limpasan dapat membahayakan
kegiatan penambangan. Oleh sebab, itu kondisi cuaca pada tambang terbuka
sangat besar efeknya terhadap aktifitas penambangan. Apabila hal ini sudah
diperhitungkan, maka kegiatan penambangan akan terhindar dari kondisi
membahayakan tersebut.
Dalam perencanaan tambang diperlukan pertimbangan dari data-data
hidrogeologi seperti intensitas curah hujan dan data koefisien permeabilitas dari
uji Falling Head. Berikut ini akan dibahas pengolahan data intensitas curah hujan
dan uji Falling Head.
3.1 Pembahasan
3.1.1 Intensitas Curah Hujan
Hujan merupakan suatu peristiwa siklus hidrologi yang terjadi tidak
merata di semua tempat, ada tempat yang memiliki curah hujan yang tinggi dan
ada pula tempat yang mempunyai curah hujan yang rendah. Tinggi rendahnya
curah hujan tersebut disebabkan oleh letak, iklim maupun kelembaban suatu
tempat.
Analisis hidrologi ini dimaksudkan untuk memprediksikan keberadaan
sumber air pada area penelitian dengan menggunakan persamaan-persamaan
empiris yang memperhitungkan parameter alam yang mempengaruhinya. Di
bawah ini akan dibahas perhitungan intensitas curah hujan menggunakan
Persamaan Mononobe dan perhitungan curah hujan rencana menggunakan
Persamaan Distribusi Gumbell.
10
Perhitungan curah hujan rencana menggunakan Metode E.J Gumbell,
dapat dikerjakan dengan cara sebagai berikut :
Data-data yang diperlukan untuk menghitung curah hujan rencana
adalah:
a) Data curah hujan per tahun,
b) Data hari hujan per tahun.
Dari kedua data tersebut maka dapat dibuat data curah hujan per hari
hujan dalam setahun. Tabel berikut ini merupakan tabel curah hujan dalam 10
tahun terakhir di wilayah penyelidikan
11
12
Tabel 3.1 Data Curah Hujan dari mulai Tahun 1991-2008