Limbah Tambang Emas Jadi Shotcrete Penyangga Terowongan

Di level –180 m sebuah tambang emas di Shandong, Tiongkok, dinding terowongan uji bersendi dan retak. Peledakan menyingkap retakan di permukaannya, sementara air rekahan yang lama mengalir membuat batuan sangat basah. Kondisi itu menyulitkan penyemprotan shotcrete basah, yaitu adukan semen dan agregat (butiran pengisi seperti pasir dan kerikil) yang disemprotkan ke dinding sebagai penyangga (Peng et al. 2026).

Penyemprotan itu sendiri punya dua kelemahan bawaan: debu dan rebound, yaitu material yang memantul dan jatuh saat disemprotkan. Keduanya memboroskan material dan dapat membuat lapisan tidak mencapai kekuatan target sehingga harus disemprot ulang.

Di sisi lain, tambang tetap membeli pasir dan kerikil dalam jumlah besar, sementara bendungan tailing (sisa olahan bijih) milik perusahaan tambang di Tiongkok mendekati kapasitas. Dapatkah tailing emas tanpa klasifikasi, yakni yang tidak dipilah menurut ukuran butir, menggantikan pasir sebagai agregat shotcrete basah?

Celah Butiran Ditambal Limbah Industri

Hambatan pertama ada pada ukuran butir: tailing yang diuji berbutir halus, tetapi kekurangan butiran pada rentang 1–30 µm. Celah itu ditutup pengikat berbahan limbah padat, yaitu campuran semen Portland, abu terbang (fly ash), terak tanur tinggi (slag), dan aktivator buatan berupa bubuk pemicu reaksi. Butiran pengikat yang lebih halus membuat susunan butir campuran lebih menerus dan adukan lebih padat.

Tabel 1. Sebaran Ukuran Butir Pengikat dan Tailing (Peng et al. 2026)

Cara pengikat itu mengeras dipelajari pada pasta, yaitu campuran pengikat dan air tanpa tailing, karena tailing dianggap tidak ikut bereaksi. Dari umur 1 hari ke 28 hari, struktur pasta berubah dari longgar dan berpori menjadi rapat.

Pada komposisi terpilih, pasta pengikat mencapai kuat tekan (ukuran kemampuan menahan beban) 52,8 MPa pada umur 28 hari. Tanpa akselerator, yaitu cairan pemercepat pengikatan yang ditambahkan saat penyemprotan, pasta ini baru mulai mengikat setelah 782 menit.

Mencari Adukan Encer Sekaligus Kuat

Celah butiran sudah tertutup, tetapi adukan masih harus memenuhi dua syarat yang saling tarik: cukup encer untuk dipompa dan cukup kuat dalam sehari. Penentuannya memakai benda uji kubus cetak di laboratorium karena kuat tekan inti lapangan dipengaruhi rebound, pemadatan, pengikatan cepat, dan perawatan lapangan. Perbandingan pengikat terhadap tailing dan konsentrasi massa (tingkat kepekatan adukan) divariasikan dalam enam belas campuran.

Dari enam belas campuran itu, adukan yang lebih encer dan lebih kaya pengikat mengalami bleeding, yaitu air yang memisah dan naik ke permukaan adukan. Agar mudah dipompa, bleeding harus di bawah 2% setelah adukan didiamkan 3 jam. Batas itu terpenuhi pada konsentrasi massa 85–86%.

Batas bleeding menjadi masalah bagi campuran kaya pengikat: kuat awalnya tinggi, tetapi bleeding-nya berlebih pada konsentrasi massa 83–84%. Campuran kaya tailing pada konsentrasi yang sama menghadapi kendala lain, yaitu kuat tekan umur 1 hari tidak mencapai syarat minimum 8 MPa. Campuran dengan tailing terbanyak gugur di dua sisi: kuat awalnya rendah saat encer dan sulit dipompa saat pekat.

Campuran terpilih berada di tengah: perbandingan pengikat terhadap tailing 1:1,4 dengan konsentrasi massa 85%. Kombinasi ini memberi kuat awal dan kemampuan kerja yang dapat diterima sambil memanfaatkan tailing sebanyak mungkin (Peng et al. 2026).

Gambar 1. Pengaruh perbandingan campuran dan konsentrasi massa terhadap (a) kemampuan mengalir, (b) laju bleeding, dan (c) kuat tekan (Peng et al. 2026)

Lolos Uji di Terowongan Basah

Campuran terpilih lalu dibawa ke terowongan. Tailing dikurangi kadar airnya dengan saringan getar hingga 12–15%, dicampur dengan pengikat di stasiun permukaan, lalu diangkut dengan truk tangki ke trolley penyemprot, tempat akselerator ditambahkan dengan dosis yang disesuaikan di lokasi. Seksi uji sepanjang 50 m selesai disemprot dalam satu shift 8 jam.

Seluruh alur itu memakai peralatan shotcrete basah yang sudah ada. Setiap meter kubik campuran menyerap sekitar 1,1 t tailing tanpa memperhitungkan rebound.

Kekuatan lapisan diperiksa lewat inti bor yang diambil dari lapisan semprot pada umur 1 dan 28 hari, dua sampel per umur. Semua sampel memenuhi syarat kuat tekan minimum. Nilai terendah, 8,52 MPa pada umur 1 hari, mendekati batas syarat 8 MPa (Peng et al. 2026).

Gambar 2. Pengambilan inti bor (coring), foto inti bor, dan kuat tekan inti bor (Peng et al. 2026)

Selain kekuatan lapisan, rebound di lapangan juga dicatat: 1–5% dari massa adukan yang disemprotkan pada dinding samping dan 5–10% pada atap. Angka pembanding 15–30% berasal dari investigasi lapangan pada penyemprotan berpasir olahan di sebuah tambang di Shandong. Area kerja juga relatif bersih dari debu menurut pengamatan kualitatif.

Cepat Mengikat, tetapi Ada Harganya

Akselerator yang ditambahkan di trolley berbeda dari aktivator di dalam pengikat dan diuji terpisah di laboratorium pada benda uji kubus dari campuran tailing. Kuat tekan umur 1 hari mencapai 9,8 MPa dengan akselerator dan 11,5 MPa tanpa akselerator. 

Pada umur 28 hari, sampel dengan akselerator mencapai lebih dari 90% kuat sampel tanpa akselerator, di atas syarat minimum 70%. Kekuatannya terus naik pada umur lanjut, tetapi tidak menyamai sampel tanpa akselerator.

Selisih kekuatan itu kemungkinan berasal dari pori: pada umur yang sama, sampel dengan akselerator lebih berpori walaupun selisih porositasnya relatif kecil. Bahan akselerator diduga mengganggu keseimbangan ion dalam adukan. Jaringan kristal yang terbentuk cepat diduga mengentalkan adukan dan menjebak air bebas sehingga pengerasan tidak merata (Peng et al. 2026).

Gambar 3. Karakteristik pori: (a) sebaran intrusi pori; (b) sebaran diameter pori dan porositas (Peng et al. 2026)

Seluruh temuan itu berasal dari satu tailing emas. Untuk tailing dari sumber lain, susunan butir, komposisi pengikat, dan perbandingan campuran sebaiknya disesuaikan.

Penutup

Tailing emas tanpa klasifikasi dapat dipakai sebagai agregat shotcrete basah dengan pengikat berbahan limbah padat, sebagaimana teruji pada satu seksi terowongan dengan tailing dari satu sumber. Perbandingan pengikat terhadap tailing 1:1,4 dan konsentrasi massa 85% memberi keseimbangan antara kemudahan pemompaan, kuat awal, dan kuat jangka panjang. 

Di lapangan, peralatan yang sudah ada dapat dipakai, rebound tercatat rendah, dan sekitar 1,1 t tailing terserap per meter kubik campuran, dengan keunggulan ekonomi dan lingkungan yang juga dilaporkan. Akselerator mempercepat pengikatan, tetapi membuat struktur bagian dalam tidak seragam sehingga sedikit membatasi kuat jangka panjang (Peng et al. 2026).

Pada pekerjaan semacam inilah APTEKINDO hadir lewat layanan shotcrete dan ground support yang menjaga dinding terowongan tetap tertopang sehingga kegiatan tambang dapat berjalan aman dan lancar.

Daftar Pustaka

Peng Y, Gao Y, Wu T, Ji M, Huang C, Zhou Y, Luan H, Liu T, Sun H, Dino GA. 2026. Utilizing unclassified tailings for a novel low-carbon wet shotcrete (LCWS) material: Formulation optimization, multi-scale properties, and practical benefits. Case Stud Constr Mater. 25:e06417. doi:10.1016/j.cscm.2026.e06417.