TERBENTUKANYA LAPISAN BATU BARA YANG TEBAL

Lapisan batu bara tebal merupakan deposit batu bara yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Salah satu syarat untuk dapat terbentuknya lapisan batu bara yang tebal adalah apabila terdapat suatu cekungan yang oleh karena adanya beban pengendapan bahan-bahan pembentuk batu bara di atasnya mengakibatkan dasar cekungan tersebut turun secara perlahan-lahan. Cekungan ini umumnya terdapat di daerah rawa-rawa atau daerah hutan bakau di tepi pantai. Dasar cekungan yang turun secara perlahan-lahan dengan pembentuk batu bara memungkinkan permukaan air laut akan tetap dan kondisi rawa stabil. Apabila Karena adanya proses geologi dasar cekungan turun secara cepat, maka air laut akan masuk ke dalam cekungan sehingga mengubah kondisi rawa menjadi kondisi laut. Akibat di atas lapisan pembentuk batu bara akan terendapkan lapisan sedimen laut antara lain batu gamping. Pada tahapan selanjutnya akan terjadi kembali pengendapan batu lempung yang memungkinkan untuk kembali terbentuknya kondisi rawa. Proses selanjutnya akan terkumpul dan terendapkan bahan-bahan pembentuk batu bara di atas lapisan batu lempung. Demikian seterusnya sehingga terbentuk lapisan batu bara dengan diselingi oleh lapisan antara yang berupa batu gamping dan batu lempung. Sering kali dijumpai lapisan batu bara sering terbentuk batu lempung diantara lapisan batu bara yang biasa disebut band clay. Salah satu perusahaan pertambangan batu bara yang memiliki band clay diantara lapisan batu bara-nya adalah PT. Pesona Khatulistiwa Nusantara job site Sekayan Mine Operational. Jika dilihat sepintas band clay sangat mirip dengan lignit sehingga sering kali operator A₂B memuat dan mengangkut batu bara bersamaan dengan band clay.

Gambar 1 Dasar rawa-rawa turun secara perlahan-lahan

Gambar 2 Rawa-rawa berubah menjadi laut

Gambar 3 Kedudukan band clay terhadap lapisan batu bara

Klasifikasi Batubara

Sistem klasifikasi batu bara terdiri dari dua jenis, yaitu klasifikasi berdasarkan ilmiah dan klasifikasi berdasarkan komersial. Tujuan dari sistem klasifikasi adalah untuk mengelompokan atau menggolongkan sesuatu berdasarkan aturan yang telah ditetapkan. Klasifikasi secara ilmiah terpusat pada aspek-aspek sebagai berikut :

1. Asal muasal batu bara

2. Susunan dan struktur rank batu bara

3. Sifat- sifat fundamental

4. Lapisan batu bara tunggal dalam artian bukan hasil blending

Klasifikasi secara komersial lebih terpusat pada aspek-aspek batu bara sebagai berikut :

1. Nilai Jual

2. Pemanfaatannya

3. Sifat batu bara sewaktu dimanfaatkan

4. Lapisan batu bara tunggal atau batu bara hasil blending

Kebanyakan sistem klasifikasi yang dibuat adalah sistem klasifikasi komersial yang menggolongkan batu bara berdasarkan ranknya. Sistem komersial menitikberatkan pada pemakaian praktis batu bara. Titik awal dari sistem ini adalah mengidentifikasi kecocokan batu bara untuk pemanfaatan tertentu. 

A. Klasifikasi Batu Bara Menurut Seyler

Sistem klasifikasi menurut Seyler adalah sistem klasifikasi batu bara secara ilmiah yang kebanyakan berdasarkan pada senyawa batu bara dengan basis kering, bebas-zat mineral (dmmf). 

Gambar 1.1 Sistem klasifikasi batu bara Menurut Seyler

Dasar klasifikasi Seyler adalah analisis ultimat dari senyawa organik dalam batu bara. Contohnya adalah unsur karbon (dmmf) yang diplot terhadap unsur hidrogen (dmmf) sebagai koordinat. Batu bara rank rendah dengan kandungan karbon rendah dan hidrogen tinggi, diplot di sebelah kanan dari grafik. Baru bara yang mengandung karbon lebih dari type ortho diberi prefix meta, sedangkan yang karbonnya kurang diberi prefik para. Prefik per-hydrous diberikan pada batu bara dengan kandungan hidrogen lebih dari normal, “bright coal”, sedangkan untuk batu bara yang mengandung hidrogen lebih kecil dari normal diberi prefix sub-hydrous. 

B. Klasifikasi Menurut ASTM

Sistem klasifikasi ASTM digunakan secara ektensif di Amerika Utara dan beberapa Negara di dunia. Sistem klasifikasi ASTM dikelompokan berdasarkan hierarki, segi komersial, rank untuk batu bara tunggal, mengikutsertakan batu bara dari semua rank, sederhana, mudah diingat karena menggunakan nama bukan sandi,  mudah dimengerti, dan mudah digunakan. Dua parameter yang digunakan untuk mengklasifikasikan batu bara menurut rank, yaitu fixed carbon (dmmf) untuk batu bara dengan rank tinggi dan gross calorific value (dmmf) untuk batu bara rank rendah. Klasifikasi seluruhnya diperlihatkan dalam tabel 1.1 dengan satuan SI yang merupakan modifikasi dari aslinya (Standard ASTM D 388-1984)

Tabel 1.1 Sistem klasifikasi batu bara berdasarkan rank menurut ASTM

Tumpang tindih antara dua parameter rank yang terjadi pada kelas bituminous. Jadi, aturannya adalah bahwa batu bara dengan fixed carbon 69% atau lebih diklasifikasikan menurut nilai ini tanpa memandang calorific value. Batu bara dengan fixed carbon antara 86% dan 92%, jika menggumpal diklasifikasikan dalam low volatile bituminous group, walaupun pada kenyataannya menurut fixed carbon-nya batu bara tersebut harus diklasifikasikan ke dalam golongan semiantrasit. Sistem klasifikasi ini tidak berlaku untuk semua batu bara. Batu bara kaya liptinit, kaya inertinit, dan sapropelic yang telah teroksidasi atau lapuk, tidak termaksuk dalam klasifikasi ini. Parameter klasifikasi dipilih untuk mencerminkan pasar batu bara yang penting saat klasifikasi ASTM ini dibuat, yaitu pembakaran dan kokas sehingga belum mencakup proses yang dewasa ini penting seperti likuifaksi dan gasifikasi serta dampak lingkungan.

C. Klasifikasi Internasional

1. Klasifikasi hard coal secara internasional

Untuk membantu perdagangan batu bara secara internasional, Masyarakat Ekonomi Eropa atau disingkat MEE pada tahun 1949 membentuk Classification Working Party untuk membuat sistem klasifikasi batu bara secara internasional. Sistem klasifikasi ini di tiap-tiap Negara penghasil batu bara dipelajari, demikian pula dengan metode sampling dan analisis yang digunakan secara nasional. Pada tahun 1956 dibentuk “Internasional Classification of Hard Coals by Type” sistem ini hanya berlaku untuk hard coal, yaitu batu bara yang mempunyai gross calorific value lebih besar dari 5700 kcal/kg (23.860 MJ/kg). Sistem ini berdasarkan rank, menggunakan sandi, serta mencerminkan aspek-aspek komersial. Kekurangan dari sistem ini adalah tidak mencakup semua jenis batu bara, tidak dapat digunakan untuk likuifaksi dan gasifikasi, tidak ada informasi mengenai lingkungan, tidak ada informasi mengenai grade dan pemilihan berbagai parameter, memerlukan sandi, dan tidak mengikutsertakan batu bara dengan rank lebih rendah dari hard coal.

2. New International Codification of Higher Rank Coals

Sistem Codification adalah sistem yang menggantikan sistem Hard Coal. Sistem ini diterbitkan pada tahun 1988, diberi nama Codification karena sistem ini tidak berdasarkan hierarki dan meliputi evaluasi secara geologi dari sumber batu bara, proses penambangan, dan penggunaan dalam indusri. Apabila sistem Hard Coal menggunakan sandi 3 angka maka dalam sistem yang baru digunakan 14 angka dari 8 parameter dasar. Di dalam sandi terkandung informasi mengenai susunan petrografik, rank dan grade. Pemberian sandi menggunakan 14 angka, yang mewakili 8 parameter sebagai berikut :

1. Mean random vitrinite reflectance : 2 angka

2. Vitrinite reflectogram characteristics : 1 angka

3. Maceral composition :

a. liptinite content : 1 angka

b. inertinite content : 1 angka

4. Crucible swelling number : 1 angka

5. Volatile matter : 2 angka

6. Ash : 2 angka

7. Sulphur : 2 angka

8. Gross calorific value : 2 angka

Jadi, sistem ini digunakan untuk batu bara rank medium dan tinggi, batu bara tunggal maupun blending, batu bara yang belum dicuci maupun yang sudah dicuci, dan untuk semua pemanfaatan batu bara. Sistem ini memiliki kekurangan, yaitu sangat rumit, memerlukan sandi, ada masalah dalam inertinit, dan beberapa parameter seperti reflektogram, memberikan informasi yang kurang berguna.

3. Klasifikasi Internasional Untuk Brown Coal

Klasifikasi internasional untuk batu bara rank rendah, yaitu brown coal yang sekarang ada dipublikasikan pertama kali oleh MEE pada tahun 1957. Sistem ini meliputi batu bara yang mempunyai gross calorific value (maf) lebih kecil dari 5700 kcal/kg. Mula-mula brown coal dibagi menjadi 6 kelas menurut total moisture-nya, kemudian dibagi menjadi 5 grup menurut karbonisasi suhu rendah. Klasifikasi batu bara diwakili oleh sandi yang terdiri dari 4 angka, dua angka pertama menunjukan kelas, dan dua angka terakhir menunjukan grup. Pada tahun 1974, ISO menerbitkan sistem klasifikasi untuk brown coal dan lignit. Sifat parameter yang digunakan sama hanya tidak terdiri atas 4 sandi, melainkan 2 sandi. Kedua klasifikasi ini sama, yaitu komersial untuk brown coal dan lignit, serta untuk batu bara tunggal, menggunakan sandi sederhana serta mudah digunakan. Ada beberapa kekurangan dalam sistem ini, yaitu tidak cocok untuk likuifaksi dan gasifikasi, tidak mengandung informasi mengenai lingkungan dan grade, tidak ada definisi mengenai perbatasan brown coal/gambut, dan menggunakan sandi. 

Masih banyak sistem klasifikasi menurut beberapa negara penghasil batubara. Pembahasan di atas merupakan contoh sistem klasifikasi batubara yang digunakan di Amerika dan beberapa negara di Eropa. 

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BATUBARA

1. Posisi Tektonik Lempeng

Posisi tektonik lempeng  adalah suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik lempeng. Dalam pembentukan cekungan batubara, posisi tektonik lempeng merupakan faktor yang sangat menentukan. Posisi ini akan mempengaruhi iklim lokal dan morfologi cekungan pengendapan batubara maupun kecepatan penurunannya dan pada akhirnya posisi tektonik lempeng akan mempengaruhi proses matemorfosa organik dan struktur lapisan batubara selama periode geologi berlangsung setelah pengendapan akhir selesai. 

2. Morfologi

Morfologi dari cekungan pada saat pembentukan gambut akan menentukan sebaran batubara.

3. Iklim

Iklim memegang peranan penting dalam pembentukan batubara dan merupakan faktor pengontrol pertumbuhan flora dan kondisi yang sesuai. Iklim tergantung pada posisi geografi dan lebih luas lagi dipengaruhi oleh posisi tektonik lempeng. Temperatur yang lembab pada iklim tropis dan sub tropis pada umumnya sesuai untuk pertumbuhan flora dibandingkan wilayah yang lebih dingin. 

4. Suhu dan Tekanan

Gambut yang mengalami proses thermodinamika akan berubah menjadi batubara. Perubahan ini terjadi sebagai akibat adanya peningkatan suhu dan tekanan. Suhu dan tekanan juga dapat menaikan Rank batubara seperti yang terjadi pada batubara di Skotlandia, karena adanya terobosan magma secara vertikal maka lapisan batubara dekat darah terobosan adalah antrasit sedangkan lapisan batubara teratas adalah bitumen.

5. Penurunan

Turunnya cekungan batubara dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik. Jika penurunan dan pengendapan gambut seimbang akan dihasilkan endapan batubara yang tebal. Pergantian transgresi dan regresi mempengaruhi pertumbuhan flora dan pengendapan gambut. Hal tersebut menyebabkan adanya infiltrasi material dan mineral yang mempengaruhi mutu dari batubara yang terbentuk. 

6. Umur Geologi

Semakin tua umur batuan makin dalam penimbunan terjadi sehingga, terbentuknya batubara yang bermutu tinggi. Akan tetapi, pada batubara yang mempunyai umur geologi labih tua selalu ada resiko mengalami deformasi tektonik yang membentuk struktur perlipatan atau patahan pada lapisan batubara. Faktor erosi juga akan merusak semua bagian dari endapan batubara.

7. Tumbuhan

Tumbuhan adalah unsur utama pembentuk batubara. Pertumbuhan dari tumbuh-tumbuhan terakumulasi pada suatu daerah dan zona fisiografi dengan iklim dna topografi tertentu. Flora merupakan faktor penentu terbentuknya berbagai tipe batubara. 

8. Dekomposisi

Setelah tumbuhan mati proses degradasi biokimia lebih berperan aktif. Proses pembusukan akan terjadi oleh kerja mikrobiologi bakteri anaerob. Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti celulosa, protoplasma dan pati. Dari proses di atas terjadi perubahan dari kayu menjadi lignit dan sub-bitumen. Dalam kondisi kekurangan oksigen terjadi proses biokimia yang berakibat keluarnya air dan sebagian unsur karbon akan hilang dalam bentuk karbon dioksida, karbon monoksida dan metan. Akibat pelepasan unsur atau senyawa tersebut jumlah relative unsur karbon akan bertambah. Kecepatan pemembentukan gambut bergantung pada kecepatan perkembangan tumbuhan dan proses pembusukan.  Bila tumbuhan tertutup oleh air dengan cepat maka akan terhindar dari pembusukan akan tetapi, terjadi proses desintegrasi atau penguraian oleh mikrobiologi. Bila tumbuhan yang telah mati terlalu lama berada di udara terbuka maka kecepatan pembentukan gambut akan berkurang sehingga hanya bagian keras saja yang tertinggal yang menyulitkan penguraian oleh mikrobiologi.

9. Periode Sesudah Pengendapan

Periode geologi cekungan batubara secara luas bergantung pada posisi tektonik lempeng yang mempengaruhi perkembangan batubara dan cekungan batubara. Secara singkat terjadi proses geokimia dan metamorfosa organic setelah pengendapan gambut. Di samping itu periode geologi endapan batubara bertanggung jawab terhadap terbentuknya struktur cekungan batubara berupa perlipatan, persesaran, intrusi magmatik dan sebagainya. 

10. Struktur Cekungan Batubara

Terbentuknya batubara pada cekungan batubara pada umumnya mengalami deformasi oleh gaya tektonik lempeng yang akan menghasilkan lapisan batubara dengan bentuk-bentuk tertentu. Di samping itu adanya erosi yang intensif menyebabkan bentuk lapisan batubara tidak menerus. 

11. Metamorfosa Organik

Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh Pengendapan yang baru. Pada fase ini proses degradasi biokimia tidak berperan lagi tetapi lebih didominasi oleh proses dinamokimia. Proses ini, menyebabkan terjadinya perubahan gambut manjadi batubara dalam berbagai jenis. Selama proses ini terjadi, pengurangan air, oksigen dan zat terbang seperti CO₂, CO, CH₄ dan gas-gas lainnya serta bertambahnya persentase karbon padat, belerang dan kandungan abu. Perubahan kualitas batubara diakibatkan oleh faktor tekanan, suhu dan waktu. Tekanan selain disebabkan oleh adanya gaya tektonik lempeng juga dapat disebabkan oleh lapisan sedimen penutup yang sangat tebal. Hal ini menyebabkan bertambahnya tekanan dan percepatan proses metamorfosa organik.

CARA TERBENTUKNYA GAMBUT

    

  

     Tumbuhan yang telah mati tidak semuanya dapat menjadi gambut. Untuk terbentuknya gambut, ada beberapa syarat yang harus dipenuhi yaitu :

1. Terdapat lahan yang berada pada kondisi rawa dengan iklim yang memungkinkan untuk berkembangnya tumbuh-tumbuhan. Rawa mempunyai pengertian tidak terjadi sirkulasi air sehingga mengakibatkan kandungan oksigen dalam air menjadi rendah. 
2. Timbunan tumbuhan yang telah mati mengalami proses dekomposisi dan pemadatan secara terus-menerus dan berkesinambungan. 
3. Terdapat kondisi yang lembab dan memungkinkan keluarnya udara (oksigen) dari timbunan tumbuhan. Akumulasi bakteri anaerob yang cukup banyak dalam air akan tetapi, kondisi perairan yang asam akan berakibat terhalangnya bakteri anaerob bereaksi (mengurai) timbunan tumbuhan yang telah mati. 
4. Terjadinya penurunan dasar rawa memungkinkan material tumbuhan dapat terendapkan lebih banyak dan makin tebal. 
5. Tidak terjadi pengendapan material sedimen hasil proses erosi daerah sekitarnya secara terus-menerus. 
6. Segera terjadi proses biokimia, yaitu proses penghancuran oleh bakteri anaerob terhadap sisa tumbuhan sehingga terbentuk jel seperti agar-agar yang kemudian disebut jelly.

     Bakteri anaerob adalah bakteri yang mampu hidup di air yang kurang atau tidak mengandung oksigen, yaitu pada air kotor antara lain daerah rawa-rawa. Bakteri akan menguraikan bahan sisa tumbuhan, hasil proses biokimianya adalah terbentuknya jelly yang merupakan bahan pembentuk lapisan gambut yang lama kelamaan dapat menjadi batubara.

     Menurut hasil penelitian yang relevan untuk membentuk gambut setebal 1 feet, diperlukan waktu kurang lebih 100 tahun. Kadang-kadang dalam suatu lapisan gambut bahkan dalam lapisan batubara biasanya dijumpai adanya struktur kayu yang masih tampak jelas dan utuh. Hal ini terjadi kerena selama proses pembentukan gambut bakteri anaerob tidak bekerja sempurna. Bakteri anaerob tidak dapat bekerja secara sempurna karena bakteri tersebut terkena racun.

PERSIAPAN AWAL PEMBUATAN PETA GEOLOGI

     Pada blog ini kita akan membahas tentang persiapan awal yang perlu dilakukan seorang mahasiswa teknik geologi atau mahasiswa teknik pertambangan dalam membuat peta geologi. Hal-hal yang perlu ditindak lanjuti dalam rangka persiapan awal pembuatan peta geologi antara lain :

1. Yakinkan pada diri anda bahwa kondisi kesehatan badan anda dalam keadaan prima.
2. Persiapkan dengan baik surat-surat izin yang berkaitan dengan tugas penelitian. Surat itu nantinya diserahkan kepada pemerintah daerah setempat maupun pada instansi terkait.
3. Pelajari rute perjalanan mulai dari kampus  sampai ke lokasi penelitian. 
4. Membawa perbekalan pribadi dan obat-obatan ringan, uang cash secukupnya. Rencanakan penggunaan uang dengan cermat karena belum tentu di tiap kota atau kecamatan ada bank. Jangan lupa membawa jas hujan dan topi lapangan. Pilih tas lapangan yang praktis dan mudah dibawa
5. Persiapkan dengan teliti alat-alat lapangan sesuai dengan misi penelitian geologi yang akan anda lakukan. Teliti satu persatu dan buat daftar bahan dengan check list. Misal, bila anda akan melakukan eksplorasi endapan emas dalam bentuk placer, maka anda membutuhkan alat pendulang. Apabila anda perlu melakukan test pit maka anda bisa meminjam peralatan di masyarakat sekitar. Pada umumnya di beberapa kampus memiliki aturan untuk setiap praktikan, yaitu wajib membawa alat-alat pribadi yang dibutuhkan untuk kegiatan lapangan, oleh sebab itu, sebaiknya untuk poin ke-5 ini bagi para mahasiswa agar menyesuaikan dengan aturan masing-masing kampus.
6. Persiapkan kantong untuk contoh batuan secukupnya, apabila mungkin  dalam bentuk kain katun yang sudah dibuat khusus untuk tempat sampel atau kantong plastik ukuran minimal 15 cm x 30 cm, yang transparan dan agak tebal serta spidol waterproof secukupnya, serta karet pengikat atau staples.
7. Persiapkan alat tulis menulis secara rangkap, alat tulis menulis harganya memang relatif murah namun belum tentu alat-alat tersebut dapat diperoleh disetiap toko.
8. Persiapkan peta topografi skala 1:25.000 sebagai peta dasar untuk bekerja, masing-masing sheet daerah paling sedikit empat lembar, satu lembar untuk base camp, satu lembar untuk lapangan, satu lembar untuk membuat peta geologi komplikasi harian, dan satu lembar untuk cadangan. Peta base camp digunakan untuk memindahkan hasil kerja tiap harinya dari peta kerja-peta lokasi pengamatan. Pilih peta topografi dengan garis-garis kontur. Peta-peta tersebut disimpan pada tempat peta yang tahan air dan mudah dibawa, jangan lupa membawa clipboard sebagai meja kerja di lapangan. Perlu diiingat, praktikan tanpa peta dasar, sama halnya seorang militer yang membawa senjata api tanpa cadangan amunisi. Peta base camp sangat menolong, apabila peta kerja-peta lokasi pengamatan geologi hilang atau rusak. Dengan demikian semua data geologi dapat diselamatkan. 
9. Wajib membawa alat "Globar Positioning System" (GPS) karena alat tersebut, membantu untuk menentukan lokasi pengamatan geologi atau lokasi pengambilan contoh batuan secara akurat. 
10. Jangan lupa membawa alat komunikasi. Bila anda bekerja dalam team, untuk meringankan pekerjaan dalam membuat laporan nantinya, bawa serta laptop karena pada waktu malam atau waktu senggang dapat dimanfaatkan untuk memulai membuat laporan. 
11. Kamera adalah peralatan yang tidak boleh ditinggalkan dalam melakukan pekerjaan geologi. Jadi bawalah kamera digital agar anda dapat mengabadikan contoh batuan ataupun lokasi tempat anda melakukan observasi.

     Setibanya anda di lokasi tempat penelitian segera melaporkan diri pada pihak yang berwajib, sampaikan surat izin, sampaikan maksud dan tujuan melakukan penelitian dan beritahukan tempat tinggal anda sementara selama anda berada dilokasi penelitian. Perkenalkan diri anda kepada petugas keamanan setempat demi keamanan diri selama anda melaksanakan tugas penelitian di lapangan. 

     Sempatkan diri diwaktu-waktu senggang untuk bersosialisasi dengan warga sekitar. Selalu pergunakan identitas diri agar mudah dikenal, bertindak sopanlah dan hargai budaya setempat. Dengan demikian, anda akan nyaman dan aman dalam menyelesaikan tugas dengan sempurna. Usahakan selama berada di lapangan anda jangan terlalu dekat dengan lawan jenis. Perlu diperhatikan, apabila anda melakukan kegiatan penelitian di pelosok daerah, anda akan dinilai termasuk orang terpandang dan berita keberadaan anda mudah tersiar. Anda akan selalu mendapat perhatian dari masyarakat. Berita keberadaan anda di suatu daerah akan tersiar di lingkungan masyarakat permukiman. Oleh sebab itu, bertindaklah dengan kegiatan-kegiatan yang bersifat positif.