6 Tren Utama dalam Pertambangan Masa Depan yang Tidak Boleh Diabaikan
Seiring perkembangan industri, permintaan akan sumber daya mineral terus meningkat. Saat ini, baik negara maju maupun berkembang memandang kepemilikan dan pengembangan sumber daya sebagai langkah strategis. Akibatnya, perkembangan pertambangan telah menyaksikan munculnya berbagai teknologi dan metode pertambangan yang efisien, aman, dan berbiaya rendah. Sangat penting untuk mengikuti perkembangan teknologi mutakhir agar dapat mengembangkan sumber daya secara efektif.
(I) Intelijen di Tambang Bawah Tanah
Saat ini, tambang bawah tanah di seluruh dunia sedang mengejar efisiensi dan keselamatan, yang mengarah pada peningkatan berkelanjutan dalam tingkat mekanisasi dan otomatisasi. Ambil contoh Tambang Besi Kiruna di Swedia. Tambang Besi Kiruna terkenal karena menghasilkan bijih besi bermutu tinggi (dengan kandungan besi melebihi 70%) dan merupakan salah satu tambang besi terbesar di dunia. Ekstraksi bijih besinya memiliki sejarah lebih dari 70 tahun, beralih dari penambangan terbuka ke penambangan bawah tanah. Kecerdasan Tambang Besi Kiruna terutama diuntungkan oleh penggunaan peralatan mekanis berskala besar, sistem kendali jarak jauh yang cerdas, dan sistem manajemen modern. Sistem dan peralatan pertambangan yang sangat otomatis dan cerdas merupakan kunci untuk memastikan ekstraksi yang aman dan efisien.
Pengembangan. Tambang Besi Kiruna menggunakan sistem pengembangan gabungan poros dan ramp. Tambang ini memiliki tiga poros untuk ventilasi, pengangkatan bijih, dan batuan sisa. Personel, peralatan, dan material sebagian besar diangkut menggunakan peralatan tanpa rel melalui ramp. Poros pengangkat utama terletak di dinding kaki badan bijih. Hingga saat ini, permukaan tambang dan sistem transportasi utama telah diturunkan enam kali, dengan ketinggian transportasi utama saat ini mencapai 1.045 m.
Pengeboran, Pengisian, dan Peledakan. Penggalian terowongan menggunakan bor jumbo yang dilengkapi dengan instrumen pengukuran elektronik tiga dimensi untuk pemosisian lubang yang presisi. Pengeboran stope menggunakan rig pengeboran kendali jarak jauh Simba W469 yang diproduksi oleh Atlas Copco Swedia, dengan diameter lubang 150 mm dan kedalaman lubang maksimum 55 m. Rig ini menggunakan sistem laser untuk pemosisian yang akurat, tanpa awak, dan dapat beroperasi dalam siklus 24 jam terus menerus. Volume peledakan bijih tahunan dapat mencapai 3 juta ton.
Pemuatan, Pengangkutan, dan Pengangkatan Bijih Jarak Jauh. Pengeboran, pemuatan, pengangkutan, dan pengangkatan di stope Tambang Besi Kiruna semuanya telah mencapai kecerdasan dan otomatisasi, dengan rig pengeboran dan pemuat beroperasi tanpa awak. Pemuatan bijih menggunakan pemuat kendali jarak jauh Toro 2500E, dengan efisiensi unit tunggal 500 ton/jam. Sistem transportasi bawah tanah mencakup konveyor sabuk dan transportasi kereta api otomatis. Transportasi kereta api otomatis biasanya terdiri dari 8 gerbong bijih, yang merupakan gerbong pembuangan bawah otomatis untuk pemuatan dan pembongkaran berkelanjutan. Konveyor sabuk secara otomatis mengangkut bijih dari stasiun penghancur ke alat pengukur, menyelesaikan pemuatan dan pembongkaran dengan skip shaft, semuanya di bawah kendali jarak jauh.
Teknologi Penyemprotan Beton yang Dikendalikan Jarak Jauh dan Teknologi Penguatan Penyangga. Penyangga terowongan menggunakan kombinasi beton semprot, baut batu, dan kasa baja. Proses ini dilengkapi dengan penyemprot beton yang dikendalikan jarak jauh, dengan baut batu dan kasa baja yang dipasang menggunakan rig pengikat.
(II) Penerapan Teknologi Pelindian yang Semakin Meluas
Saat ini, teknologi pelindian banyak digunakan untuk memulihkan bijih tembaga, emas, dan uranium berkadar rendah. Teknologi pelindian meliputi pelindian in-situ, pelindian timbunan, dan pelindian peledakan in-situ. Negara-negara seperti Amerika Serikat, Kanada, dan Australia umumnya menggunakan pelindian timbunan dan pelindian peledakan in-situ untuk memulihkan bijih tembaga berkadar rendah 0,15%–0,45%, bijih tembaga oksida lebih dari 2%, dan bijih uranium 0,02%–0,1%.
Mengambil contoh Amerika Serikat, terdapat lebih dari 20 tambang yang menggunakan pelindian peledakan in-situ untuk tembaga. Misalnya, Tambang Mike di Nevada dan Tambang Tembaga Zonia di Arizona masing-masing memproduksi lebih dari 2,2 ton tembaga per hari. Tambang Butte di Montana dan Tambang Copper Queen Branch menghasilkan 10,9–14,97 ton logam tembaga per hari. Di AS, pelindian tembaga menyumbang lebih dari 20% dari total produksi, emas melebihi 30%, dan sebagian besar produksi uranium berasal dari penambangan pelindian.
(III) Teknologi Penambangan Poros Dalam
Seiring dengan terus berkurangnya volume sumber daya, kedalaman penambangan pun meningkat, seringkali melebihi 1000 m. Hal ini menimbulkan banyak kesulitan dan masalah yang tidak ditemukan pada penambangan dangkal, seperti peningkatan tekanan tanah, suhu batuan yang lebih tinggi, dan tantangan yang lebih besar dalam hal pengangkatan, drainase, penopang, dan ventilasi.
Masalah umum di tambang poros dalam:
Kapasitas Pengangkatan. Seiring bertambahnya kedalaman tambang, masalah pertama yang dihadapi adalah kapasitas pengangkatan tambang. Hoist yang ada saat ini dapat mencapai ketinggian angkat tunggal maksimum melebihi 2000 m, seperti tambang Kanada dengan kedalaman angkat tunggal terdalam 2172 m, dan tambang emas Afrika Selatan dengan kedalaman poros 2310,4 m. Kemampuan peralatan pengangkat sepenuhnya memenuhi persyaratan tambang poros dalam yang besar.
Suhu Batuan dan Pendinginan Ventilasi. Seiring bertambahnya kedalaman tambang, suhu batuan pun meningkat. Misalnya, di Tambang Tembaga-Seng Toyoha Jepang pada kedalaman -600 m (sekitar 1200 m dari permukaan), suhu batuan melebihi 100°C, tetapi banyak negara menetapkan bahwa suhu bawah tanah tidak boleh melebihi 28°C. Tambang poros dalam umumnya meningkatkan volume ventilasi bawah tanah dan mendinginkan udara menggunakan metode pendinginan udara dan air. Saat memilih salah satu atau keduanya, selain menurunkan suhu, perhatian juga harus diberikan untuk mengurangi pembuangan panas dari peralatan mekanis bawah tanah, peralatan diesel, dan peralatan refrigerasi itu sendiri.
Manajemen Tekanan Tanah dan Metode Penambangan. Tambang poros dalam umumnya memiliki sistem pengukuran dan pemantauan tekanan tanah yang lengkap, yang secara langsung memengaruhi kelancaran produksi pertambangan dan tingkat biaya produksi. Retakan batuan merupakan masalah utama dalam penambangan poros dalam. Untuk memprediksi retakan batuan, banyak tambang memasang perangkat pemantauan mikroseismik di bawah tanah, seperti Tambang Perak Sunshine AS, yang memasang pemantauan mikroseismik pada ketinggian 2254 m untuk pemantauan 24 jam.
Pembakaran dan Ledakan Spontan. Penambangan poros dalam juga dapat mengalami pembakaran spontan bijih sulfida akibat suhu bijih yang tinggi dan ledakan spontan selama pengisian bahan peledak, yang memerlukan perhatian yang memadai.
Saat ini, kedalaman penambangan tambang non-batubara di Tiongkok pada umumnya tidak melebihi 700–800 m, tetapi dalam beberapa tahun terakhir, beberapa endapan bijih yang terkubur pada kedalaman sekitar 1000 m sedang dikembangkan, termasuk Tambang Tembaga Dongguashan di bawah Perusahaan Logam Nonferrous Tongling dan Area Pertambangan Jinchuan No. 2.
(IV) Pekerjaan Perlindungan Lingkungan Tambang
Di negara-negara asing, terutama negara-negara maju, langkah-langkah komprehensif diadopsi untuk pengelolaan lingkungan tambang. Standar teknis yang ketat berlaku untuk air limbah, gas buang, terak, debu, kebisingan, dll., yang dibuang dari tambang. Banyak tambang dengan kualitas rendah tidak dapat dibangun atau dioperasikan karena biaya pengelolaan lingkungan yang berlebihan.
Saat ini, terdapat penekanan di luar negeri untuk membangun tambang yang bebas limbah dan bersih. Tambang Batubara Walsum di Jerman di kawasan industri Ruhr adalah contoh yang sukses. Tambang ini menggunakan lumpur batubara dari pabrik pencucian batubara, abu dari pembangkit listrik tenaga batubara, dan batuan sisa bawah tanah yang dihancurkan dicampur dengan semen, diaktivasi dan diaduk, kemudian dipompa ke bawah tanah dengan pompa PM untuk mengisi rongga. Tambang ini tidak membuang limbah padat ke luar.
(V) Pengisian Teknologi Penambangan
Bahan pengisi yang berbeda digunakan berdasarkan berbagai kondisi:
Dukungan Regional. Material pengisi kaku berkualitas tinggi diperlukan untuk mengurangi penutupan volume elastis dan risiko pecahnya batu.
Kontrol Lapisan Batuan. Persyaratan kualitas material pengisi tidak ketat, tetapi diperlukan pengisian skala besar, dan material pengisi tidak boleh menyusut setelah penempatan.
Penambangan Multi-Vena. Material pengisi membutuhkan kekakuan dalam kondisi tegangan rendah untuk meminimalkan deformasi dan perpindahan batuan.
Pengendalian Lingkungan. Untuk memastikan dinding gantung tersegel rapat guna mencegah aliran udara melalui area bekas tambang, material pengisi tidak boleh menyusut, dan diperlukan pengisian area yang luas.
Mengurangi Pengangkatan Batuan Limbah. Mempersiapkan dan menghancurkan batuan limbah di bawah tanah untuk mengisi material, sehingga meningkatkan efisiensi.
Pertimbangan saat ini untuk pengisian:
Fokuskan upaya pada pembentukan sistem yang praktis dan andal. Teliti dan kembangkan teknologi pengisian yang efektif untuk mengintegrasikan operasi pengisian dengan siklus penambangan. Tekankan pengelolaan sistem pengisian.
Teknologi penelitian untuk mengoptimalkan sistem yang ada, termasuk distribusi ukuran partikel untuk bahan pengisi berkualitas tinggi, peningkatan proses persiapan bahan pengisi dalam hidrosiklon dan penghancuran, serta teknologi pengangkutan yang dioptimalkan seperti kehilangan tekanan, keausan, korosi, dan desain sistem pengisian keseluruhan.
Memperkuat pemahaman kuantitatif tentang proses persiapan, pengangkutan, penempatan, dan deformasi beban material pengisi untuk meletakkan fondasi bagi penambangan yang aman, stabil, dan efisien. Proses pengisian yang digunakan secara internasional meliputi pengisian pasir hidrolik, pengisian kering, pengisian padatan berkadar air tinggi, dan pengisian semen. Pengisian semen selanjutnya dibagi menjadi: pengisian hidrolik tailing tersegmentasi (pengangkutan gravitasi konsentrasi tinggi), pengisian hidrolik material pengisi lainnya (pengangkutan gravitasi konsentrasi tinggi), pengisian gravitasi pasta tailing penuh, dan pengisian pompa pasta tailing penuh. Metode yang direkomendasikan secara internasional adalah pengisian pompa pasta tailing penuh.
Saat ini, Kanada memiliki 12 tambang yang menggunakan pengisian pasta konsentrasi tinggi, sementara Afrika Selatan dan Australia juga telah mengoperasikan sistem pengisian pasta baru. Proses pengisian baru akan lebih memenuhi persyaratan untuk perlindungan sumber daya, perlindungan lingkungan, peningkatan efisiensi, dan pengembangan tambang. Penambangan pengisian akan memiliki prospek yang lebih luas dalam industri pertambangan abad ke-21.
(VI) Penambangan Nodul Polimetalik Samudra
Nodul polimetalik terdapat di dasar laut pada kedalaman sekitar 3.000–5.000 m. Untuk menambangnya, metode penambangan yang layak sangatlah penting. Oleh karena itu, berbagai negara di dunia memprioritaskan pengembangan metode penambangan yang andal dan telah melakukan penelitian eksperimental yang ekstensif, beberapa bahkan melakukan uji coba penambangan laut dalam skala menengah. Sejak akhir 1960-an hingga sekarang, metode penambangan laut yang dikembangkan dan diuji secara internasional umumnya terbagi dalam tiga kategori: penambangan Continuous Line Bucket (CLB), penambangan dengan kendaraan kendali jarak jauh di dasar laut, dan penambangan dengan fluid lift.
Metode Penambangan Continuous Line Bucket (CLB). Metode ini diusulkan oleh Jepang pada tahun 1967. Metode ini relatif sederhana, terutama terdiri dari kapal tambang, kabel penarik, bucket, dan kapal penarik. Bucket dipasang pada kabel penarik pada interval tertentu dan diturunkan ke dasar laut. Kabel penarik, yang digerakkan oleh kapal penarik, menggerakkan bucket ke bawah, menyendok, dan ke atas. Operasi siklik tali tanpa langkah ini membentuk siklus pengumpulan yang berkesinambungan. Fitur utama CLB adalah kemampuannya untuk beradaptasi dengan perubahan kedalaman dan mempertahankan operasi normal. Namun, produksi CLB hanya mencapai 100 ton/hari, jauh di bawah kebutuhan penambangan industri. Dengan demikian, metode penambangan CLB ditinggalkan pada akhir tahun 1970-an.
Metode Penambangan Kendaraan Kendali Jarak Jauh Dasar Laut. Metode ini terutama diusulkan oleh Prancis. Kendaraan kendali jarak jauh dasar laut ini adalah kendaraan tambang bawah air tanpa awak, yang utamanya terdiri dari empat sistem: pengumpulan bijih, penggerak mandiri, kendali daya apung, dan pemberat. Di bawah pengawasan kapal induk permukaan, kendaraan tambang ini menyelam ke dasar laut sesuai perintah untuk mengumpulkan nodul. Setelah penuh, kendaraan ini muncul ke permukaan dan menurunkan nodul ke wadah penerima kapal induk. Kapal induk permukaan biasanya dapat mengendalikan beberapa kendaraan tambang secara bersamaan. Sistem penambangan ini membutuhkan investasi yang signifikan, dan dengan nilai produk yang rendah serta tanpa manfaat ekonomi selama beberapa dekade, Asosiasi Penelitian dan Pengembangan Nodul Kelautan Prancis menghentikan penelitian pada tahun 1983. Namun, prinsip pengumpulan dan pengangkutan kendaraan tambang ini dianggap menjanjikan.
Metode Penambangan Fluid Lift. Saat ini, metode yang diakui secara internasional dengan potensi aplikasi industri terbesar adalah penambangan fluid lift. Ketika kapal tambang tiba di area penambangan, kolektor dan pipa lift dihubungkan dan diturunkan secara bertahap ke laut. Kolektor mengumpulkan nodul dari sedimen dasar laut dan melakukan pemrosesan awal. Dengan menggunakan pengangkatan hidrolik atau pneumatik, air di dalam pipa bergerak ke atas dengan kecepatan yang cukup untuk mengangkut nodul ke kapal tambang permukaan.
Dengan semakin berkembangnya pengembangan dan pemanfaatan laut di abad ke-21, teknologi penambangan laut menjadi sangat penting. Perkembangan teknologi tinggi modern telah membuka jalan bagi eksploitasi sumber daya laut, dan pembentukan serta kemajuannya akan memberikan dampak positif dan luas terhadap ekonomi, budaya, dan kesadaran manusia terhadap laut di dunia.
