Pengambilan Data Geoteknik Pada Tambang Terbuka (Open Pit Mining)

Geoteknik adalah merupakan salah satu dari banyak alat dalam perencanaan atau design tambang, data geoteknik harus digunakan secara benar dengan kewaspadaan dan dengan asumsi-asumsi serta batasan-batasan yang ada untuk dapat mencapai hasil seperti yang diinginkan.

Dalam penambangan secara tambang terbuka (open pit), sudut kemiringan adalah satu faktor utama yang mempengaruhi bentuk dari final pit dan lokasi dari dinding-dindingnya. Dikarenakan dari perbedaan dari keadaan geologinya, maka kemiringan optimum dapat beragam diantara berbagai pit dan bahkan dapat beragam pula dalam satu pit yang sama. Sudut pit pada umumnya dapat dikatakan sebagai sejumlah waste yang harus dipindahkan untuk menambang bijih.

Peranan Geotek sebenarnya tidak hanya melakukan perhitungan saja tetapi lebih mengarah kepada memberikan panduan kepada pihak terkait mengenai potensi bahaya geoteknik yang akan terjadi kepada pihak terkait (manajemen perusahaan, institusi, mineplanner, dll).

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisis kemantapan suatu lereng adalah sebagai berikut:

1.      Penyebaran batuan

Jenis batuan atau tanah, penyebaran dan hubungan antar batuan yang terdapat didaerah penyelidikan harus diketahui. Ini perlu dilakukan karena sifat-sifat fisis dan mekanis suatu batuan akan berbeda dengan batuan lainnya, sehingga kekuatan menahan bebannya juga akan berbeda

2.      Relief Permukaan bumi

Relief permukaan bumi akan berpengaruh terhadap laju erosi dan pengendapan, dan juga akan menentukan arah aliran air permukaan dan air tanah, hal ini disebabkan karena pada daerah yang curam, kecepatan aliran air permukaan tinggi dan mengakibatkan pengikisan lebih intensif dibandingkan dengan daerah yang landai. Karena erosi yang intensif, maka akan banyak dijumpai singkapan batuan dan ini akan menyebabkan pelapukan yang lebih cepat. Batuan yang lapuk mempunyai kekuatan yang rendah sehingga kemantapan lereng menjadi berkurang.

3.      Struktur Geologi

Disini struktur geologi yang perlu diperhatikan adalah: patahan (sesar), kekar, bidang perlapisan, perlipatan, ketidak selarasan dan struktur-struktur geologi lainnya. Struktur geologi ini adalah merupakan hal yang penting didalam analisis kemantapan lereng, karena struktur geologi adalah merupakan bidang lemah didalam suatu masa batuan dan dapat menurunkan kemantapan lereng.

4.      Iklim

Iklim berpengaruh terhadap kemantapan lereng karena iklim mempengaruhi perubahan temperatur. Temperatur yang cepat sekali berubah dalam waktu yang singkat akan mempercepat proses pelapukan batuan. Untuk daerah tropis pelapukan lebih cepat dibandingkan dengan daerah dingin, oleh karena itu singkapan batuan pada lereng di daerah tropis akan lebih cepat lapuk dan ini akan mengakibatkan lereng mudah longsor.

5.      Geometri Lereng

Geommetri lereng mencakup tinggi lereng dan sudut kemiringan lereng, lereng yang terlalu tinggi akan mengakibatkan menjadi tidak mantap dan cenderung untuk lebih mudah longsor dibanding dengan lereng yang tidak terlalu tinggi dan dengan jenis batuan penyusun yang sama.. demikian pula dengan sudut lereng, semakin besar sudut kemiringan lereng, maka akan semakin tidak mantap.

Muka air tanah yang dangkal menjadikan lereng sebagian besar basah dan batuannya mempunyai kandungan air yang tinggi, kondisi ini menjadikan kekuatan batuan menjadi rendah dan batuan juga akan menerima tambahan beban air yang dikandung, sehingga menjadikan lereng lebih mudah longsor.

6.      Gaya Luar

Gaya luar ini berupa getaran-getaran yang berasaldari sumber yang berada didekat lereng tersebut. Getaran ini misalnya ditimbulkan oleh peledakan, lalu-lintas kendaraan dan sebagainya. Gaya luar ini sedikit banyak dapat mempengaruhi kemantapan suatu lereng.

            Berikut prosedur pengambilan data geoteknik pada Tambang Terbuka (Open Pit Mining) :

1.      Geometri Lereng, Geometri lereng yang perlu diketahui adalah:

-          Orientasi (jurus dan kemiringan) lereng

-          Tinggi dan kemiringan lereng (tiap jenjang ataupun total)

-          Lebar Jenjang (berm)

2.      Struktur Batuan, Struktur batuan yang mempengaruhi kemantapan suatu lereng adalah adanya bidang-bidang lemah, yaitu: bidang patahan (sesar), perlapisan dan rekahan.

3.      Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Batuan, Sifat fisik dan sifat mekanik batuan yang diperlukan sebagai dasar analisis kemantapan lereng adalah:

-          Bobot isi batuan.

-          Porositas batuan

-          Kandungan air dalam batuan.

-          Kuat tekan, kuat tarik dan kuat geser batuan.

-          sudut geser dalam

Data utama tersebut diatas dapat diperoleh dengan penyelidikan-penyelidikan di lapangan dan dilaboratorium.

A. Penyelidikan di Lapangan, Penyelidikan dilapangan dapat dilakukan dengan:

- Pengukuran untuk mendapatkan data geometri lereng.

- Seismik refraksi untuk mendapatkan data litologi.

- Pemboran inti dan pembuatan terowongan (adit) untuk mendapatkan data litologi, struktur batuan dan contoh batuan untuk dianalisis di laboratorium.

- Piezometer untuk mengetahui tinggi muka air tanah.

- Uji batuan di lapangan (insitu test) untuk mendapatkan data tentang sifat mekanik batuan. (misalnya dengan block shear test).

   B. Penyelidikan dilaboratorium, Sifat fisik dan sifat mekanik batuan diperoleh dari hasil uji coba (test) di laboratorium terhadap sample batuan yang diambil dari lapangan. Penyelidikan dilaboratorium dilakukan dengan:

- Uniaxial compresive test

·         Uji kuat tekan uniaxial dilakukan untuk menentukan kuat tekan batuan (σt), Modulus Young (E), Nisbah Poisson (v), dan kurva tegangan-regangan.

·         Contoh batuan berbentuk silinder ditekan atau dibebani sampai runtuh. Perbandingan antara tinggi dan diameter contoh silinder yang umum digunakan adalah 2 sampai 2,5 dengan luas permukaan pembebanan yang datar, halus dan paralel tegak lurus terhadap sumbu aksis contoh batuan.

-          Triaxial test

·         Pengujian dilakukan dengan peningkatan tegangan dalam kondisi tidak jenuh

·         Pengujian dilakukan pada berbagai derajat kejenuhan

·         Pengujian dilakukan  dengan mempertimbangkan riwayat tegangan (stress history)

-          Direct shear test

·         Untuk mengetahui kuat geser batuan, harga kohesi dan sudut geser dalam baik puncak (peak), semu ( apparent) atau sisa dari batuan pada tegangan normal tertentu.

-          Penentuan bobot isi batuan, kandungan air dan porositas batuan.

Gambar dibawah adalah ilustrasi ringkasan fungsi utama dari stabilitas kemiringan dalam penambangan open pit dan untuk nilai ekonomi yang potensial dan meningkatkan keamanan.

(Gambar 1. Ilustrasi fungsi dari stabilitas kemiringan lereng)