Perpustakaan Digital ITB

Underground coal gasification (UCG) merupakan metode penambangan batubara secara insitu dan nonkonvensional, dengan cara menginjeksi uap, udara, dan oksigen ke dalam batubara target dan gas hasil gasifikasi batubara disalurkan melalui pipa produksi menuju instalasi pengolahan gas. Gas hasil UCG dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik serta sebagai synthetic gas (syngas). Proses UCG menyebabkan rongga di dalam lapisan batubara, oleh karena itu memerlukan airtanah sebagai penghalang alami untuk mencegah risiko gas keluar dari zona gasifikasi. Tekanan operasi reaktor UCG harus dijaga lebih rendah dari tekanan hidrostatik, sehingga airtanah akan mengalir masuk ke zona gasifikasi (Damayanti, 2022). Namun airtanah yang masuk secara terus menerus akan menyebabkan penurunan muka airtanah di sekitar zona gasifikasi. Pada penelitian ini dilakukan simulasi dengan variasi nilai tekanan operasi 10 dan 20 bar. Tekanan hidrostatis pada batubara target adalah 32 bar. Simulasi dilakukan selama 144 hari atau setara dengan gasifikasi 100 meter (10 grid model) batubara di lapisan batubara seam D. Nilai konduktivitas hidraulik hasil pengujian laboratorium dapat berbeda dengan nilai konduktivitas hidraulik di lapangan. Hal ini dikarenakan dengan faktor-faktor seperti gangguan sampel, anisotropi tanah, retakan, struktur tanah, serta kesalahan pada saat sampling (Nam, dkk, 2021). Simulasi dilakukan dengan variasi nilai konduktivitas hidraulik batubara 4,5 x 10-6 m/s; 4,5 x 10-7 m/s; dan 4,5 x 10-8 m/s. Keterbatasan perangkat lunak dalam memasukkan variabel tekanan operasi disiasati dengan cara pembuatan lapisan selubung tekanan hidrostatis setebal 1 meter mengelilingi zona gasifikasi, dan akan dimasukkan nilai constant head yang dianggap sebagai tekanan yang dimiliki oleh ruang bakar pada zona gasifikasi. Sedangkan pembentukan rongga pada saat gasifikasi berlangsung akan disimulasikan dalam perangkat lunak sebagai drain. Simulasi gasifikasi dilakukan dalam perangkat lunak secara berkala, mulai dari gasifikasi 1 grid batubara hingga 10 grid batubara. Penelitian ini bertujuan memprediksi intrusi airtanah pada zona gasifikasi dan pengaruh kegiatan UCG terhadap penurunan muka airtanah pada akuifer di atas dan di bawah zona gasifikasi. Hasil pemodelan dengan nilai konduktivitas batubara 4,5 x 10-6 m/s dengan tekanan operasi 10 bar, setelah gasifikasi 100 meter selama selama 144 hari, memprediksikan bahwa intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 1360 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,18 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,25 m3/hari. Sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 6,86 meter, sedangkan pada akuifer bawah sebesar 12,53 meter. Hasil pemodelan dengan tekanan operasi 20 bar memprediksikan bahwa intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 750 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,10 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,12 m3/hari. Sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 5,52 meter, sedangkan pada akuifer bawah sebesar 9,42 meter. Hasil pemodelan dengan nilai konduktivitas batubara 4,5 x 10-7 m/s dengan tekanan operasi 10 bar, setelah gasifikasi 100 meter selama selama 144 hari, memprediksikan bahwa intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 247 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,17 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,20 m3/hari, sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 4,90 meter, sedangkan pada akuifer bawah sebesar 8,08 meter. Hasil pemodelan dengan tekanan operasi 20 bar memprediksi bahwa, intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 134 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,09 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,12 m3/hari. Sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 4,58 meter, sedangkan penurunan muka airtanah pada akuifer bawah sebesar 7,20 meter. Hasil pemodelan dengan nilai konduktivitas batubara 4,5 x 10-8 m/s dengan tekanan operasi 10 bar, setelah gasifikasi 100 meter selama selama 144 hari, memprediksi bahwa intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 62 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,10 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,11 m3/hari. Sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 1,42 meter, sedangkan pada akuifer bawah sebesar 2,47 meter. Hasil pemodelan dengan tekanan operasi 20 bar menunjukkan bahwa, setelah gasifikasi 100 meter selama selama 144 hari, intrusi airtanah pada zona gasifikasi adalah 27 m3/hari, aliran airtanah dari akuifer atas zona gasifikasi adalah 0,08 m3/hari, serta aliran airtanah dari akuifer bawah zona gasifikasi adalah 0,11 m3/hari. Sehingga menyebabkan penurunan muka airtanah pada akuifer atas sebesar 1,28 meter, sedangkan pada akuifer bawah sebesar 2,16 meter. Penurunan muka airtanah disebabkan oleh intrusi airtanah. Berdasarkan hasil simulasi, semakin tinggi tekanan operasi UCG, maka intrusi airtanah akan semakin kecil sehingga penurunan muka airtanah juga akan semakin kecil. Sedangkan pada nilai konduktivitas hidraulik batubara, semakin kecil nilainya maka intrusi airtanah dan aliran airtanah akan semakin sedikit sehingga penurunan muka airtanah juga akan semakin kecil.