Perpustakaan Digital ITB

Meningkatnya kebutuhan akan sumberdaya mineral mengakibatkan proses eksploitasi tambang tidak hanya dilakukan pada tambang terbuka tetapi secara bertahap terus berlanjut semakin ke dalam perut bumi. Pada suatu kondisi tertentu secara teknis dan keekonomiannya tambang terbuka harus beralih ke tambang bawah tanah. Insitu stress, stress perturbation yang tinggi dan massa batuan kuat di tambang bawah tanah menjadi permasalahan serius dalam tambang bawah tanah khususnya deep mining. Semburan batuan/Rockburst, deformasi, bahaya seismik, dan keruntuhan atap atau dinding merupakan suatu kejadian yang diakibatkan oleh akumulasi stress pada tambang bawah tanah yang terjadi pada massa batuan kuat dan getas (brittle). Kestabilan tambang bawah tanah penting dipastikan demi menjaga keberlangsungan produksi dan menjamin keselamatan pekerja tambang. Permasalahan kestabilan pada metode penambangan block caving di massa batuan kuat lebih riskan diantaranya karena tegangan insitu pada penggalian yang jauh dari permukaan dan tegangan induksi akibat ukuran cave yang besar. Kegiatan block caving mengakibatkan meningkatnya induksi seismik di area tambang bawah tanah. Agar tidak menimbulkan kerusakan batuan secara masif dan tidak terkontrol terutama di zona abutment dan undercutting level, maka kegiatan caving perlu di monitoring. Penelitian dilakukan pada tambang bawah tanah dalam (deep mining) Deep Mill Level Zone (DMLZ) yang merupakan tambang bawah tanah terdalam di Indonesia. Pada kasus penambangan menggunakan metode block caving dengan setting geologi incline intrusion tingkat konsentrasi stress yang tinggi berada pada zona seismogenic, dan abutment terutama di bagian depan area miring. Umumnya penempatan jaringan seismometer pada tambang dengan setting geologi incline intrusion diletakan di area fasilitas yang berada di area footwall. Hal ini mengakibatkan coverage dari jaringan seismik menjadi terbatas dan perekaman gempamikro menjadi kurang optimal. Pada penelitian ini dilakukan pendekatan penempatan borehole seismometer di area diluar fasilitas pertambangan yang telah diterapkan dalam industri perminyakan dan geothermal. Tujuannya adalah untuk memaksimalkan resolusi serta ketidakpastian monitoring pada tambang bawah tanah. Untuk mendapatkan perbandingan resolusi minimal dilakukan skema penempatan seismometer: (i) jaringan seismometer mengikuti level penambangan incline intrusion dengan seismometer tersebar di area fasilitas penambangan, (ii)dengan menambahkan seismometer di area luar area fasilitas dengan jarak maksimal 300 meter dari area produksi. Kedua skema tersebut kemudian diuji respons perambatan gelombangnya (raypath) dan sensitivitasnya menggunakan Checkerboard Resolution Test (CRT). Hasil uji resolusi menunjukkan bahwa penambahan seismometer di area luar fasilitas tambang dapat meningkatkan resolusi sebesar 30% di zona seismogenic dan abutment. Sifat mekanik massa batuan merupakan parameter penentu dalam analisis respons massa batuan di bawah kondisi tegangan tertentu. Untuk memahami lebih jauh perubahan sifat dinamik tambang bawah tanah dalam studi ini dilakukan uji sifat fisik, mekanik, dan ultrasonik batuan. Pengujian laboratorium ini diharapkan dapat menjembatani antara hasil monitoring gempamikro dan monitoring geoteknik dalam menjamin keberlangsungan produksi tambang. Pengukuran kecepatan ultrasonik di laboratorium terhadap sampel inti bor dengan simulasi kekar buatan telah berhasil dilakukan dan diperoleh persamaan empiris hubungan kerapatan kekar dengan kecepatan gelombang P, S dan model kecepatan batuan di daerah penelitian. Hasil uji laboratorium menunjukkan penambahan sekitar satu kekar di Skarn, Diorite, dan Batugamping akan mengurangi Vp sekitar 1.8%, 1%, dan 1.2% serta mengurangi Vs sekitar 5.9%, 3.7%, dan 2.3%. Hasil uji laboratorium yang dikorelasikan dengan data hasil pemboran telah berhasil menjadi indikator dalam memprediksi kualitas massa batuan di daerah penelitian. Nilai Rock Quality Designation (RQD) di daerah penelitian berada pada rentang 50 – 75% (fair) sampai dengan sangat baik 91 – 100% (excellent). Tomografi seismik digunakan untuk monitoring cave propagation dan redistribusi stress pada tambang bawah tanah DMLZ. Data yang digunakan adalah katalog gempamikro selama 57 hari (29 Agustus sd 24 Oktober 2022) dengan jumlah event mencapai 14.821, terekam oleh 84 stasiun yang terdiri dari 176.265 fase P dan 133.472 fase S. Untuk melihat evolusi kecepatan berdasarkan cave propagation data tersebut dibagi menjadi 4 (empat) subset data. Checkerboard Resolution Test (CRT) dan Derivative Weight Sum (DWS) digunakan untuk menguji resolusi maksimal yang dapat diterapkan pada daerah studi. Berdasarkan distribusi evolusi kecepatan cave propagation ± 60 meter ke arah baratdaya sekitar 100 m di atas level undercut. Hasil tomogram divalidasi dengan data Time Domain Reflectometry (TDR) yeng menunjukkan pertumbuhan kearah yang sama. Cave propagation diindikasikan dengan nilai Vp dan Vs rendah yang diakibatkan oleh proses rekahan seiring dengan cave propagation. Redistribusi stress teramati seiring dengan cave propagation, yang ditandai dengan munculnya anomali kecepatan tinggi (Vp dan Vs) sebagai kompensasi kecepatan rendah di area depan cave, yang mulai runtuh. Pada penelitian ini potensi seismic hazard akibat struktur sesar berhasil diamati pada katalog gempamikro tanggal 14 Februari sd 13 Maret 2022. Data tersebut dibagi menjadi 2 (dua) subset data yaitu subset 1 data tanggal 14 sd 27 Februari 2022 dan subset 2 data tanggal 28 Februari sd 13 Maret 2022. Subset 1 terdiri dari 8492 event gempamikro dan subset 2 terdiri dari 9644 event. Berdasarkan analisis seismisitas dan cluster event gempamikro dapat dibedakan menjadi 3 cluster. Cluster event magnitudo momen– 1.6 sd 0 Mw, diakibatkan oleh aktivitas pertambangan dan proses awal rekahan batuan, cluster event 0 sd 0.7 Mw diasosiasikan dengan proses cave propagation/struktur sesar, cluster event > 0.7 Mw dengan penurunan nilai kecepatan ?82% diasosiasikan dengan cavepropagation. Struktur sesar/zona lemah (weak zone) ditunjukan cluster event gempamikro yang terjadi diantara contrast anomali rendah dan tinggi. Struktur sesar/zona lemah (weak zone) ini membuat kerusakan pada batuan dan menurunkan nilai kecepatan seismik.