Belajar Batubara

-    Batubara : Wolf (1984) adalah batuan sediment yang dapat terbakar, berasal dari tumbuh-tumbuhan (komposisi utamanya C, H₂, O₂), berwarna coklat-hitam, sejak pengendapannya mengalami proses fisika dan kimia sehingga mengakibatkan terjadinya pengkayaan kandungan karbonnya.

-    Aspek ruang berkait dengan keterdapatannya yang hanya dijumpai pada tempat tertentu saja. Lapangan batubara besar didunia biasanya diikuti dengan produksi yang besar pula AS, UK, GER, INA, RUS, CIN, AUS, AFSEL, CAD, dll

-    Aspek waktu ditandai oleh terbentuknya batubara pada periode-periode tertentu saja. Hal ini disebabkan oleh evolusi tumbuhan dan iklim yang mewrupakan factor penting dan menentukan kapan serta dimana batubara terbentuk.

-    Faktor geologi yang mempengaruhi kegiatan penambangan

1. Karakteristik batubara (Komposisi à Kualitas, nilai kalori, kekerasan, sifat mudah terbakar, sifat cooking atau sifat khusus lainnya).

2. Karakteristik lapisan batubara (tebal, kemiringan, kemenerusan, sebaran, bentuk, kehadiran parting dan karakteristiknya, kondisi roof dan floor, kedudukan lapisan batubara, tingkat pelapukan).

3. Kedalaman dari permukaan (Kemiringan perlapisan, karakteristik struktur, karakter lapisan penutup).

4. Hadirnya material pengotor atau yang bersifat merugikan (batuan, terobosan, air, gas, abu).

-    Spliiting merupakan lapisan batubara yang bercabang atau terbelahnya lapisan batuabra (secara lateral) dimana jarak antar belahannya biasanya diisi oleh sediment bukan batubara (umumnya berupa channel batupasir)

-    Bentuk-bentuk splitting :

1. Simple splitting, adalah splitting sederhana yang disebabkan oleh kehadiran tubuh lentikuler yang besar yang berupa sediment bukan batubara (washout)

2. Progressif splitting, terdiri dari beberapa lensa, dimana splitting dapat berkembang secara terus menerus.

3. zig-zag splitting, lapisan batubara yang terbelah kemudian bergabung lagi dengan lapisan yang lain

-    Washout : adalah tubuh lentikuler suatu sediment non batubara yang menonjol kebawah, umumnya berupa batupasir yang akan menggantikan sebagian atau seluruhnya suatu lapisan batubara. Sebagian besar struktur washout diisi oleh batupasir walaupun hanya berupa kerikil batubara, atau konglomerat kerikilan, hal ini mencerminkan meander cutoff dan paleochannel. Merupakan fenomena dimana stelah gambut terbentuk akan diikuti dengan pemisahan lapisan batubara atau terbelahnya lapisan batubara (splitting). Proses terjadinya melalui saluran kecil yang memotong atau melewati lapisan batubara kemudian mengisi lapisan batubara tersebut dengan batupasir. Tebal 1 – beberapa meter. Lebar 100 m – 10 km. Macamnya : ekor ikan, washout bagian tepi, batubara yang mengalami pembalikan dan menggerus bagian tepinya, roof dan floornya dijumpai parting, ekor ikan, ekor kuda.

-    Clastic dykes rerupakan tubuh membaji atau tubuh seperti lembaran dari material sedimentasi yang memotong melintang perlapisan batubara. Umumnya mengisi cleats (retakan) dalam batubara. Retakan ini biasanya berhubungan dengan pembebanan sediment diatasnya (retakannya tidak terorientasi) atau berhubungan dengan kekar atau pergerakan sesar-sesar.

-    Plies atau benches merupakan kehadiran lapisan non batubara untuk membagi lapisan batubara ke dalam satuan-satuan yang lebih kecil.

-    Bands atau Partings : Lapisan non batubara. Bands merupakan lapisan yang terdiri dari material, terjadi karena suplai akumulasi sediment klastik telah melebihi akumulasi gambut. Sedime klastik bias menunjukkan endapan overbank atau dataran banjir yang berasal dari sungai yang terdekat atau bias juga beupa debu vulkanik yang berasal dari sumber di luar lingkungan rawa.

-    Plies, merupakan kumpulan dari maseral yang berbeda atau berasal dari macam sifat dasar tumbuhan rawa atau lingkungan pengendapannya selama pembentukan batubara

-    Batulempung kaolinitan, kenampakannya dapat berupa breksiasi, pelletal, oolitik dan massif. Batuannya disebut flint clays dan tonstein.

-    Seat rock/underclays : batuan alas pada lapisan batubara yang tersusun oleh matrial seperti shale, mudstone, limestone dan sandstone. Lapisan ini biasanya massif tidak berlapis, terdapat jejak akar tumbuhan, serta gores-garis pada permukaan lapisan akibat adanya gerusan dari akar tanaman. Tebal beberapa cm – 10 m.

-    Coal ball, mineral berbentuk speroidal (kadang tidak teratur pada lapisan batubara). Terdiri dari calcite, dolomite, siderite, pirit. Ukuran beberapa cm-1 m. Kadang berbentuk melintang, konkresi. Materail coal ball sangat penting untuk studi paleobotani atau maseral. Coal ball menunjukkan lingkunagn marine yang menddadak berubah menjadi rawa-rawa peat.

-    Parameter lapangan :

1. Warna, hitam : bituminous-antrasit à high rank, coklat : lignit (low rank)

2. Pelapukan, cepat lapuk (low rank) high rank tahan pelapukan

3. Gores, lignite coklat, bituminous hitam – hitam kecoklatan

4. kilap, kusam à low rank, mengkilap à high rank

5. kekerasan, keras à low rank, mudah pecah à high rank

6. Pecahan, antrasit atau high bituminous pecahannya conchoidal, sedang bituminous dan lignite tidak teratur. Kandunagan volatile matter rendah pecahannya meniang, kandunagannya rendah, pecahnnya persegi atau kubus.

7. Pengotor, tidak ada-sedikit, resin (high rank), banyak clay band, pirit (low rank) berupa lapisn tipis (ss, shale, silt) dalama lapisan batubara.

8. Cleat, rekahan dalam batubara.

-    Parameter laboratorium :

1. High Heating Value (Kcal/Kg), semakin tinggi maka aliran batubara akan semakin rendah setiap jammya.

2. Moisture contetnt, kandungan moisture mempengaruhi pemakaian udara primernya. Semakin tinggi moisture contentnya akan membutuhkan lebih banyak udara primer guna mengeringkan batubaranya.

3. Volatile matter, mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api.

4. Ash content

5. Sulfur content

6. Hardgrove Grindability Indeks (HGI), kapasitas mill/pulverizer dirancang pada HGI tertentu, msks untuk HGI < kapasitasnya lebih rendah dari nilai patokannya untuk menghasilkan fineness yang sama.

7. fixed carbon

8. Phosphorus/ Chlorine

9. Ultimate Analisis

Adb : air dry basis à dasar analisa kering thd udara, pure coal àbtbr yg abunya sedikit, volatile organic matter, volatile matter, fixed carbon

Ad : fixed carbon, VOM, VM, Volatile Mineral Matter, Ash

10.              Proximate Analysis

11.              Carbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen dan Sulfur, Calorivic value.

12.              Nilai kalor,

13.              sifat caking dan coking

-    Faktor dalam genesa batubara :

1. Posisi geotektonik, mempengaruhi iklim, morfologi cekungan, kecepatan sedimentasi, penurunan dasar cekungan, jenis flora dan pada akhirnya mempengaruhi jenis dan kualias batubara.

2. Topografi purba

3. Posisi geografi

4. Iklim

5. Tumbuhan

6. Pembusukan

7. Subsidence

8. Waktu geologi

9. Post depositional history, Metamorfosa organic

-    Jenis beradasrkan tempat terjadinya

1. Autochthonous coals, bahan pembentuknya bersal dari tumbuhan yang mati dan membentuk batubara di situ juga (hadirnya seta earths, ada struktur akar tanaman yang tegak terhadap bidang perlapisan, ada pokok pohon yang tunbuh di situ, batubaraya bersih, kadar abu kecil, berasosiasi dengan lingkungan rawa dengan drainasi buruk, sebarannya meluas dan rata, kontak denan penutup tegas, ketebalan kurang bervariasi, maseral terawetkan denan baik)

2. Allochthonous coals, bahanya dari tempat lain, tertransport, terendapkan dan membentuk batubara.. Cirinya, berasosiasi dengan endpaan delta, kadar abu tinggi, mengandung coal balls pada batupasir lapisan penutup, mengandung maceral resisten

-    Tahapan pembentukan batubara :

1. Tahapan biokimia/diagenesa gambut (peatification), merupakan tahap awal pemebntukan batubara, mencakup perubahan oleh mikroba dan proses-proses kimia. Dimulai dari pembusukan tanaman hingga pembentukan gambut. Dicirikan oleh aktivitas bakteri aerob dan anaerob. Tumbuhan tumbang dirawa hingga aktivitas bakter tidak berlangsung lagi dan terjadi aktivitas penguraian kimiawi saja.

2. Tahapan geokimia/ pembatubaran, Gambut yang terbentuk ditutupi lapisan sediment sehingga mengalami tekanan dari sediment tersebut yang meningkat seiring dengan penambahan ketebalan. Tekanan mengakibatkan penambahan temperature dan gradient geothermal. Dapat juga karena aktivitas vulkani atau tektonik. Hal ini akan mengurangi kandungan air, gas-gas, peningkatan kepadatan dan kalor sehingga menjadi batubara.

-   Parameter geometri Batuabara:

1. ketebalan, mrp unsure penting yg langsung berhub dg perhit cadangan, perencanaan produksi, system penamb dan umur tamb. OKI perlu diketahui factor pengendali terjadinya perub kecenderungan arah perubketebalan, penipisan, pembajian, spliiting dan kapan tjdnya. Apkah tjd slm proses pengendapan (akibat perbed kec akumulasi btbr, perbed morf dsr cek, hadirnya channel, sesar dan proses karst) atau setelah proses pengendapan (krn sesar atau erosi)

2. Kemiringan, berpengaruh thd perhit cadangan ekonomis, nisbah pengupasan, & sist penamb. Harus bdsk penguk. Dg akurasi tinggi.Apakah polanya menerus dan sama besar spj cross strike atau onstrike atau local saja, apakah membentuk pola linier, lemgkung atau areal, factor pengendalinya.

3. pola sebaran, berpengar. Thd perhit cadangan dan pembagian blok penamb. Karenanya faktor pengendalinya hrs diket, apakah oleh struktur lipatan (ant-sink ,menunj) homoklin,    sesar dg pola ttt atau dg pensesaran kuat

4. Kemenerusan, Selain jarak kemenerusan, factor pengendalinya jg hrs diket apakah dibatasi proses pengendp, split, sesar,intrusi, atau erosi

5. keteraturan, ditentukan o/ pola keddk lap btbr (jusus dank emir) artinya : apakah lap btbr menunjukkan pola teratur (grs menerus lurus, melengkung pd elev hamp sama) atau membentuk pola tdk teratur ), apakah membentuk bid perm yg rata, beglb+/lemah

6. bentuk lapisan batubara, perband tebal dan kemenerusannya (melembar, membaji, melensa, dsb) selain btk melembar perlu dijelaskan pengendalinya.

7. roof dan floor, meliputi jenis bat, kekersan, jenis kontak, kand karbonannya, hg tk kerekatannya dlm kondisi kering dan bsh.

8. cleat, kekar yg disebabkan mekanisme pengendp, petrografi btbr, derajat btbr, tektonik, aktivitas penamb, mempengaruhi tata ltk tamb, arah penamb, tek penamb, pengolahan, penump hg pemasaran

9. pelapukan, berhub dg dimensi lap btbr, kualitas, cadangan dan penambangannya

-   Arti penting geometri btbr dlm ekspl: evaluasi pd setiap thp ekspl, perencanaan pengemb atau perluasan daerah ekspl, sebarab kualias dan kuantitas, keputusan pendirian tamb, renc penamb.

-   Arti penting geometri dlm thp penamb : perenc produksi dan umur tamb krn terkait dg cadangan, system penamb yg akan diterapkan, pemilihan tata letak tamb, penerapan tek penamb, proses pengolahan, penumpukan btbr, pemasaran btbr

-   Permas btbr dlm eksp :  Hadirnya terob batuan beku (dpt meningkatkan --bengkulu dan muara enim-- dan merusak kualitas batubara –cinder coal--, geometri lap btbr (adanya penebalan, penipisan dan spliitng lap btbr, tergangguya kemerusan, keteraturan dan pola sebaran lap btbr, bervariasinya kond roof dan floor, kemiringan yng tdk sama), kualitas btbr (kand S dan sodium yg tg serta bervariasinya perub kulaitas scr lateral dan vert, kehadiran parting bervariasi, baik perkemb, kerapatan dan karakteristik fisiknya; hadirnya pengotor), tidak ada strandarisasi dlm pengelolaan data ekspl.

-   Macam maseral :

1. Vitrain, berasal dr/seperti serat kayu hamper 50 % dlm batubara bentuk mengkilap

2. Megascopis, , lapisan tipis cemerlang berasal dr unsure spora, getah

3. Durain, warna kusam dan mengkilap

4. Fusain, mirip spt durain diantara perlapisan tetapi butiran

5. Liptinite, rangkaian tumbuh2an, spora dutrinite, resinite, eksudatinite (pd batuan yg telah matang)

6. Vitrinite, sbg penyusun > 50 % dr batubara (RV=0.3-0.4 :Subbitominus Coal, RV=0.7-1.0, antrasit)

-   Coal tipe: jenis batubara yg berdasarkan aspek facies/lingkungan pengendapan dan jenis2 tumbuhannya, spt lingk payau, alluvial, dsb

-   Coal Rank : Peringkat batubara berdasarkan pengaruh temperature dan tekanan mulai dr gambut, lignit bituminous, antrasit

-   Mor : gambut dg tebal minimal 30 cm

-   Low mor : berada di bwh sea level, memilki kadar moisture/air tinggi, kadar abu tinggi, mineral matter (Qz, CaCo3, S,) tinggi keduanya berasal dr material sed klastik

-   High mor : kadar air rendah (air berasal dr hujan), abu rendah, mineral matter rendah. Ciri : ada mata air, pd bag atas ada genangn air/rawa kecil, banyak tumb kayu/keras.

-   Facies yg membawa batubara:

1. Channel, sed fraksi kasar berupa btps dg cirri : laminasi akrbonan, cross bedding, fining upward, kontak erosional di bag bwh dan tdp lag deposit yg brp fragmen btbr. Channel deposit diendapkan scr akresi lateral pd point bar, scr lateral channel deposit akan berubah scr berangsur mjd overbank deposit di daerah flood plain. Dibatasi oleh tanggul alam (natural levee) endapannya levee deposite

2. Leeve Deposite, dicirikan o/ lanau sort buruk, sisipan btps dan lp dg susunan tdk teratur, btk btps dan btlp lentikuker, strukt sed fkaser beddingnamun tdk ad alp, kadang berupa perselingan btps dan ln

3. Sub lingk distributary channel membtk cabang2 aliran (crevasse) di sub lingk rawa dg memotong tanggul alam, hsl endapannya disebut Splay deposit dg cirri btps berlapis, splay deposit berubah secara berangsur kea rah lateral mjd  Overbank deposit, dicirikan oleh fraksi halus, disusun oleh endp lempung, lanau yg tbt pd suatu flat plain, tbt pd limpah banjir, dpt tersisipkan btps

4. , dlm keadaan flood water levee, leeve dpt dibobol, creavasse endapannya masuk ked lm creavasse spla,y, cirinya deposit btps berlapis sisipan lempung.

-   Parameter kualitas batubara :

1. Kandungan air, dibed mjd kand air bebas dank and air bawaan (inherent moisture), mempengaruhi pengangkutan, penanganan, pemggerusan maupun pembkaran

2. Kadar abu, dihasilkan dr pengotor bawaan (inherent impuritie) maupun hsl penamb-nya. Untuk pemanfaatan bh bangunan atau keramik serta penanggulanagn mas lingk

3. Zat terbang, makin tinggi kand-nya makin rendah kualitasnya. Kand zat terbang tinggi akan mempercepat pembakaran karbon padatnya dan sebaliknya

4. Nilai Kalor, mrp penjumlhan dr harga2 panas pembakaran de unsure pembtk btbr

5. HGI, mrp ptj mudah sukarnya btbr digerus

6. Sifat caking dan coking, kedua sifat tsb ditunjukkan oleh sifat niali muai bebas (free swlling index) dan harga dilatasi yg terutama membrk gam sifat fisik pelunakan btbra pd pemanasannya

-   Apabila kand sulfur tinggi, maka pengetahuan mengenai sebaran sulfur mll lap btbr dan btk sulfur akan sangat membenatu menilai aspek ekonomis (pemasaran batubara), selain itu sulfur memnggagu lingk akibat emisi gas Sox dan gas lainnya NOx, CO, CO2, abu. Slm pembakaran hamper semua unsur btbr diubah mjd bentuk oksida utk menghasilkan energi maks, pd belerang sebagian besar diubah  mjd Sox dan sebag kec diubah mjd SO₃

-   Guna model pengendp btbr :  mengetahui pola sebaran lap btbr, memahami pengert ketebalan dan kedalaman, strukt pengontrol btbr, memahami variasi dan sifat roof dan floor, kand sulfur pd lap. Btbta, variasi kulaitas