EFEK STRUTKUR GEOLOGI PATAHAN PADA HIGH-WALL TAMBANG BATUBARA DAN EVALUASI LONGSOR BERDASARKAN KECEPATAN PERPINDAHAN DI DAERAH BENGALON KECAMATAN KUTAI TIMUR PROVINSI KALIMANTAN TIMUR

## STRUCTURAL GEOLOGY FAULT EFFECT ON HIGHWALL COAL MINING AND
FAILURE EVALUATION BASED ON VELOCITY DATA AT BENGALON, EAST- KUTAI DISTRIC, EAST KALIMANTAN PROVINCE
Muh Arif Idhan 1 *, Gina Audina Alhabsyi 2* , Muhammad Ikbal 3*
1,2, Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik -UPRI Makassar Jl. Raya Baruga, Antang, Kec. Manggala, Kota Makassar, Sulawesi Selatan 90234, Indonesia.
3 PT. Perkasa Inaka Kerta, Bengalon Kalimantan Timur
Artikel masuk : 11-03-2021 , Artikel diterima : 2021-06-21
* Penulis Koresponden: arifogeologist@gmail.com Doi : https://doi.org/10.36986/impj.v3i1.31

## ABSTRAK
Pada  sistem  tambang terbuka  terutama  tambang  batubara,  Struktur  geologi utamanya  lipatan  dan  sesar/patahan    akan  mengurangi  kestabilan  lereng  dimana banyak  kejadian  menjadi  faktor  utama  pemicu  longsor  yang  ada.  Struktur  geologi patahan di defenisikan sebagai struktur geologi minor yang tidak terdefinisikan pada permodelan geologi awal yang mempengaruhi kestabilan lereng. Ketidakpastian ini ditambah  dengan  efek  getaran  dari  peledakan  menjadi  isu  kritis  selama  proses penambangan,  dan  pergerakan  lereng  dapat  berubah  dengan  sangat  cepat  dan mengakibatkan longsor.
Slope  Stability  Radar (SSR)  adalah  instrumen  pemantauan  yang  telah  digunakan oleh  beberapa  tambang  terbuka  di  Indonesia.  Dalam  analisis  data  SSR,  perilaku berdasarkan grafik adalah kunci dari program pemantauan. Analisis yang dilakukan terdiri  dari  pengukuran  struktur  geologi  pada  area  yang  terjadi  longsor  dan pembacaan data percepatan ( velocity ) perpindahan pada area tersebut. Longsor yang menjadi studi penelitian sisi high-wall terjadi selaras dengan bidang struktur geologi dengan arah N 246 0 E, Dip 48 0 dan Pitch 85 0 sepanjang + 150 m dan  pada  elevasi  RL  +30  hingga  RL  +60.  Nilai  Velocity  pada  saat  terjadi  longsor adalah 13.568  mm/jam.  Nilai inilah yang kemudian dapat dijadikan acuan sebagai nilai Velocity Progresif sebelum terjadinya longsor pada kondisi lereng tertentu. Studi  kasus  isi  diharapkan  dapat  membantu engineer dalam  meningkatkan kepercayaan  diri  untuk  menentukan  karakteristik  longsor  berdasarkan  data percepatan perpindahan material yang ada pada area yang memiliki struktur geologi dan bertujuan untuk menentukan perilaku dasar dalam program monitoring SSR dan dijadikan  sebagai  acuan  dalam  Program  managemen  risiko  pada  lingkungan tambang. Kata Kunci : highwall, SSR, patahan
Keywords: highwall, SSR, fault

## Abstract
Open Pit mining system especially at the coal mining, the geological  structure  especially  faults  will  reduce  slope stability at slope mining where many events are the main factors  that  trigger  slope  failure.  The  geological  structure fault is defined as a minor geological structure that was not defined in the initial geological modeling. This uncertainty geological structure which added with blasting activity are critical  issue  during  the  mining  process  in  coal  mining which is slope movement can change rapidly and causing a slope failure.
Slope  stability  Radar  is  a  monitoring  instrument  that  has been  used  in  this  study.  In  SSR  data  analysis,  graphical behavior  from  velocity  data  is  the  key  for  monitoring program. The analysis in this study consisted of measuring the  geological  structure  in  the  area  where  slope  failure occurred  and  reading  the  velocity  acceleration  data  from SSR instrument.
Slope  failure  in  this  study  conduct  on  the  high-wall  coal mining which is in line with the geological structure plane with direction N 246 0 E, dip 48 0 , and Pitch 85 0 along + 150 m and at elevations RL +30 to RL 60. Velocity value at the time of slope failure was 13,568 mm/hour. This value can then be used as a reference as the “Progressive Velocity” value before the slope failure occurs at certain slope wall conditions.
The  content  case  study  is  expected  to  help  engineers  in increasing confidence in determining the characteristics of slope  failure  based  on  Velocity  data  in  areas  that  have  a geological structure, however, this study aims to determine basic  behavior  in  the  SSR  monitoring  program  and  serve as a reference in the risk management program in the coal Mining industry. Keywords: highwall, SSR, fault

## Pendahuluan
Secara  umum  pada  proses  penambangan mineral dan batubara, Struktur geologi adalah faktor ketidakpastian  yang  sangat  berpengaruh  terhadap kestabilan  lereng.  Modelan  geologi  batubara  yang mengacu pada titik pengeboran eksplorasi terkadang tidak  dapat  memetakan  secara  detail  struktur geologi.  Pada  area  yang  terdapat  struktur  geologi, deformasi  massa  batuan  cenderung  memiliki perpindahan  yang  lebih  cepat.  Penelitian  ini  di lakukan berdasarkan studi kasus di area atau lokasi yang  telah  mengalami  kejadian  longsor  pada  di posisi high-wall Block 6 Pit 71N tambang batubara. Longsor  pada  dinding  tambang  sisi high-wall terjadi selaras dengan bidang patahan dengan arah strike N 246 0 E, dip 48 0 dan Pitch 85 0 . panjang + 150 m  serta  dari  elevasi  RL  +30  hingga  RL  -10.  Faktor
penyebab  terjadinya  longsor  ini  diakibatkan  adanya bidang  lemah  berupa  struktur  geologi  patahan. Teknologi metode pemantauan lereng tambang telah mengalami  perkembangan  yang  signifikan.  Salah satunya  adalah Slope  Stability  Radar (SSR).  Data pemantauan lereng dengan menggunakan instrument  dianggap  paling  mewakili  deformasi massa batuan itu sendiri (Arif I, 2016). Data Velocity secara real  time dapat  menunjukkan  tingkat perpindahan  massa  batuan  sehingga  analisis  grafik perpindahan  dapat  dilakukan  sebagai  acuan  untuk kondisi  tertentu.  Studi  kasus  dari  kejadian sebelumnya diharapkan dapat menjadi acuan dasar sebagai  langkah  antisipasi  pada  kondisi  struktur geologi  dan  area  penambangan  yang  relatif  sama dengan  syarat  ketentuan  tertentu  yang  akan  di tentukan oleh Engineer/Geologist site.

## Metodologi
Tambang  batubara  yang  mempunyai  karakteristik kemiringan  perlapisan  diatas  30 o maka  semakin dalamnya  galian  penambangan,  resiko  kegagalan lereng  akan  meningkat  termasuk  di  sisi High-wall . Pada  lereng High-  wall ,  karena  bidang  perlapisan mempunyai  arah  kemiringan  yang  berlawanan dengan  lereng,  maka  tipe  longsornya  akan dipengaruhi  oleh  hadirnya  struktur  geologi  selain bidang  perlapisan  dan  tingkat  pelapukan  batuan ( slake ),  sehingga  mungkin  berbentuk  guling,  baji, bidang maupun busur ( Hoek and Bray, 1981 ).
Penelitian lapangan dilakukan sisi High-Wall block 6 Pit  71N beberapa  hari  setelah  terjadinya  longsor. Peta  lokasi  longsor  dan  penelitian  lapangan High- Wall Block 6 Pit 71N terdapat pada Gambar 1. Untuk memperoleh  data  lapangan  digunakan  alat  berupa
GPS, palu geologi, dan kompas geologi. Data yang diambil berupa data litologi, struktur geologi dengan melakukan pengukuran unsur-unsur struktur geologi, antara lain:
1. Identifikasi  dan  pengukuran  terhadap struktur-struktur geologi (Patahan).
2. Identifikasi jenis batuan melalui pemngamatan secara fisik.
3. Setelah  di  lakukan  penelitian  di  lapangan, kemudian  dilanjutkan  dengan  evaluasi model  geologi  yang  sudah  ada  untuk mengkonfirmasi  apakah  struktur  geologi memang sudah dimodelkan.
4. Evaluasi kecepatan
perpindahan berdasarkan  data  monitoring  instrument SSR.
Gambar 1 . Lokasi Longsor dan Penelitian Lapangan High-Wall Block 6 Pit 71N.
Evaluasi Kecepatan Perpindahan ( Velocity) Broadbent dan Zavodni (1982) menyimpulkan bahwa ada tiga jenis perilaku deformasi utama yaitu :
1. Perilaku regresif –ditandai dengan
perlambatan  deformasi  menuju  lereng  yang stabil.  Tingkat  deformasi  atau  kecepatan lereng  berkurang  seiring  dengan  waktu  dari titik  awal  terjadi  pergerakan  dimana  mungkin telah  terjadi  peledakan,  penggalian  atau tekanan pori yang berlebihan.
2. Perilaku  Progresif  –  Peningkatan  deformasi
menuju  ke  lereng  yang  longsor.  Tingkat deformasi  atau  kecepatan  lereng  meningkat dengan waktu
3. Perilaku  Transisi  -  lereng  yang  awalnya ditandai  regresif  (fase  perlambatan)  dan kemudian  karakteristiknya  berubah  menjadi progresif yang mengarah ke longsor. Titik yang lereng  berubah  dari  karakteristik  regresif  ke progresif ini dikenal sebagai "timbulnya longsor - onset failure ".

## Hasil dan Pembahasan
Kebanyakan  struktur  geologi  kompleks  tidak  dapat didefinisikan sebelum tersingkap dari kegiatan suatu proses penambangan, karena jarak antar bor geologi yang  jarang  melalui  daerah  struktur  geologi  yang kompleks.Dalam  kejadian  longsor  yang  diamati, dinding  yang  tidak  stabil  terdapat  sesar normal/patahan  skala kecil yang tidak dapat diamati secara  detail  untuk  digambarkan  dan  dimodelkan. Setelah  terjadi  longsor  lokal,  bidang  patahan  dapat diamati  dari  bidang  gelincir  yang  ada  sehingga Dip dan Pitch bidang patahan dapat diukur. Secara teori longsor  yang  terjadi  di  area High-wall adalah  jenis toppling namun  keberadaan  patahan  yang memotong  bidang  perlapisan  maka  akan  dijumpai longsor  jenis slacking dan circular yang akan terjadi.
Identifikasi Patahan dan Pengukuran lapangan. Identifikasi awal pada area longsor lokal di lapangan tanggal 05 Agustus  2019 pukul 08:48 wita dijumpai  hadirnya  patahan minor pada  sisi  dinding high-wall dengan lebar 3 – 8 cm dan panjang + 25 m yang dapat dilihat pada Gambar 2. Dari pemodelan geologi  yang  ada,  patahan ini  terbentuk  pada kelurusan bidang struktur geologi yang ada. Gambar 3 menunjukkan bahwa evaluasi model patahan yang ada  tidak  masuk  dalam  permodelan  geologi sebelumnya.  Hadirnya  patahan  ini  adalah  sebagai suatu  indikasi  akan  terjadinya  longsor  di  karenakan patahan ini  sejajar  dengan  bidang  lemah  batuan. Indikasi struktur patahan minor dijumpai di lapangan setelah  adanya  aktivitas  penambangan  dan  longsor pada  elevasi  RL  +30  dan  di  dapatkan  kedudukan bidang patahan dengan strike N 246 0 E, dip 48 0 dan Pitch 85 0 .
300 m 0
Gambar 2. Indikasi bidang patahan pada longsor lokal ( Minor) High-wall (Pra-Longsor)
Gambar 4. Evaluasi Model Patahan High-Wall Block 6 Pit 71N
Gambar 3. Evaluasi Model patahan yang tidak terdekteksi di model geologi
Jenis Batuan Identifikasi  jenis  batuan  dari  material  longsor didapatkan  dari  pengamatan  secara  fisik  dengan pemetaan geologi permukaan skala kecil. Gambar 4 memperlihatkan body longsor Highwall dan kombinasi  batuan  penyusunnya  dengan  lebar 150meter  dan  tinggi  30  meter.  Berdasarkan  jenis batuan  secara  umum  dari  hasil  pemetaan  geologi dari dinding yang telah longsor terdiri dari:
a. Batupasir  ( Sandstone) :    secara  umum insitu strength    low  -  medium ,  beberapa medium  to
high ,  ukuran  butiran fine  –  medium  grained , joint planar to wavy.
b. Batulempung  ( claystone) :  secara  umum insitu strength  very  low  –  low ,  beberapa  area medium strength,
c. Laminated shaley siltstone : insitu strength very low  –  low ,  terdapat  inklusi  karbon.  Umumnya sebagai floor seam batubara.
d. Seam batubara.  Hitam  pecahan medium  - widely , insitu  strength  low  –  medium. Claystone s  dan Sandstone dianggap  sangat
e. stabil jika pada area tersebut tidak terdapat struktur geologi.
Identifikasi Patahan Coal Strata
Pit Limit Bidang gelincir
Gambar 4. body longsor High-Wall dengan kombinasi jenis batuan penyusun.
Data deformasi Slope Stability Radar.
Monitoring SSR dilakukan secara continue, hal yang menjadi fokus dalam tulisan ini yaitu respon deformation pada saat akan terjadinya longsor. Hasil monitoring Slope  Stability  Radar yang  dilakukan
secara continue menunjukkan  adanya  perubahan deformation pada  tanggal  5  Agustus  2019  yang menyebabkan terjadinya longsor  seperti yang dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 . Perubahan Pixel deformasi perubahan setiap 3 jam. 5 th Agustus 2019.
Pixel Deformasi
Hasil  perubahan  pixel  deformation  yang awalnya  tidak  terjadi  deformation  (A)  dengan ditunjukkan warna putih dan mengalami deformation
yang  ditunjukkan perubahan  warna  ke  yang  lebih signifikan  yaitu orange (B,C,D).  Perubahan  rona deformation  ini  tentunya  menghasilkan  grafik  yang berbeda  pula,  sehingga  fokus  perubahan  nilai
A. Deformation pixel on 05 agust 2019 and time 13:00
B. Deformation pixel on 05 agust 2019 and time 16:00
C. Deformation pixel on 05 agust 2019 and time 19:00
D. Deformation pixel on 05 agust 2019 and time 22:00 A A B A C A D
Bottom Elevasi 30 Top Elevasi 60
grafik  yang  dihasilkan  oleh  deformation  akan menunjukkan kapan saat terjadinya longsor. Gambar
6  memperlihatkan  perubahan  foto  hasil  SSR
sebelum  dan  setelah  longsor Highwall  Block  6  Pit
71N.
Gambar 6 . Perubahan hasil foto SSR sebelum dan setelah longsor.
Grafik Deformasi
Grafik  deformation  yang  dihasilkan berdasarkan monitoring  slope  stability  radar (SSR) menunjukkan  bahwa  pergerakan  awal  terjadinya longsor  tersebut  terjadi  pada  tanggal  05  Agustus 2019  pukul  13:01  wita  hingga  tanggal  06  Agustus 2019 pukul 14:04 wita (Gambar 6). Nilai deformation
yang  dihasilkan  minimum  yaitu  70.975  mm  dan
maximum yang dihasilkan 410.183 mm, peningkatan nilai deformation selama  kurang  lebih  dalam  waktu 25  jam  yaitu  339.21  mm  dan  apabila  dirata-ratakan berdasarkan  nilai  deformation  dan  lama  waktu kejadian  maka  nilai  pergerakan  yang  didapatkan ialah  13.568  mm/jam.  Grafik  perubahan  deformasi data SSR dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 . Grafik perubahan deformasi data SSR, J-Curve sebagai kurva longsor.
Perilaku  longsor  lereng  massa  batuan High-wall diklasifikasikan  menjadi  empat  tahap  utama,  yang
terdiri  dari  tiga  tahap  sebelum  longsor  (Broadbent dan  Zavodni,  1982,  Mercer,  2006)  dan  satu  tahap
Sebelum Longsor, 05-08- 2019
Setelah Longsor 06-08-
2019
Pr o gr es if 2 Linier Pr o gr es if 1 Reg re si f Sta b il t (Jam)
setelah  longsor  (Mercer,  2006)  yang  ditunjukkan pada Gambar 8 :
1. Tahap  sebelum  longsor  terdiri  dari  tahap perilaku perpindahan linear/ regresif (Linier)
2. Tahap  perilaku  perpindahan  progresif  dan timbulnya  longsor  untuk  menjadi  longsor (Progresif 1)
3. Tahap timbulnya longsor, mode perilaku
longsor (Progresif 2)
4. Tahap setelah longsor Tahap ini merupakan tahap  tipe  2  setelah  longsor  saat  material mengalami  pemulihan  sebagian  dan perlambatan  bertahap  untuk  merayap (regresif). (last step).

## Kesimpulan
Penelitian  efek  patahan  dan  evaluasi  kecepatan perpindahan  pada  sisi High-Wall Block  6  Pit  71N memberikan kesimpulan antara lain;
a) Struktur  geologi  patahan  sebagai  faktor  utama penyebab  terjadinya  longsor,  di  karenakan bidang ini mampu dilewati air permukaan (hujan) serta  kemungkinan  besar  adanya  pemicu  efek getaran dari aktivitas blasting.
b) Bidang  longsor  pada  sisi high-wall sejajar dengan  bidang  struktur  patahan  dengan  arah  N 246 0 E, dip 48 0 , dan Pitch 85 0 dengan geometri panjang  +  150  m  dan  dan  tinggi  30meter  pada elevasi RL +30 hingga RL -10.
c) Monitoring  slope  stability  radar menunjukkan bahwa  longsor  terjadi  pada  tanggal  05  Agustus 2019 pukul 13:01 wita hingga tanggal 06 Agustus 2019  pukul  14:04  wita.  Longsor  ini  ditunjukkan oleh  perubahan  nilai Velocity, pada  grafik menunjukkan  peningkatan  nilai Velocity yang terjadi  dari  nilai  70.975  mm/jam  menjadi 410.183/jam  mm.  Nilai Velocity ini  terjadi  dalam jangka  waktu  25  jam  dengan  rata-rata percepatan  perpindahan  13.568  mm/jam.  Nilai inilah  yang  kemudian  dapat  dijadikan  acuan sebagai  nilai Velocity Progresif  sebelum terjadinya longsor pada kondisi lereng tertentu.
d) Perilaku longsor dimulai pada tahap perpindahan Linier, Progresif (1 dan 2), dan regresif kemudian kembali  stabil  tanpa  adanya  pengulangan (rebound) menuju ke progresif selanjutnya.

## REFERENSI
Arif  I, 2016,  “ Geoteknik  Tambang,  Mewujudkan Tambang  yang  Berkelanjutan  dengan Menjaga  Kestabilan  lereng”,  Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Dwinagara,  B.,  dan  Idham,  M.A.,  2017.  Analisis Karakteristik  dan  Ambang  Batas  Alarm Velocity Dan Inverse-Velocity Jenis  Batuan Dan  Struktur  Geologi  Data Slope  Stability Radar. Prosiding Seminar Nasional Teknologi IV Universitas Mulawarman.
Broadbent  C.D.  and  Zavodni,  Z.M., 1982 .  Influence of Rock Structures on Stability, in Stability in
Surface Mining, Society of Mining Engineers,
Denver, Co. Vol. 3, Ch.2. Hoek,  E.,  and  Bray,  J.W., 1981. “RockSlope Engineering”, Institution  of  Mining  and Metallurgy , London. Mercer,  K.  G., 2006. Investigation  into  the  Time Dependent  Deformation  Behaviour  and Failure  Mechanisms  of  Unsupported  Rock Slopes  Based  on  the  Interpretation  of Observed Deformation Behaviour, Unpublished  PhD  Thesis, University  of  the
Witwatersrand, Johannesburg, South Africa.