psikometri udara tambang · pdf fileventilasi udara udara segar yang dialirkan kedalam tambang...

Rizal Fahmi, ST

Kuliah 2

ACC. DR. T. Andika Rama Putra

VENTILASI UDARA

Udara segar yang dialirkan kedalam tambang bawah tanah

akan mengalami beberapa proses seperti penekanan atau

pengembangan, pemanasan atau pendinginan, pelembaban

atau pengawalembaban

Panas dan kelembaban mempengaruhi manusia dalam

beberapa hal antara lain :

- Menurunkan efisiensi.

- Menimbulkan kecerobohan dan kecelakaan

- Menyebabkan sakit dan kematian.

Hubungan antara Efisiensi Kerja dan

Temperatur Efektif

Reaksi Fisiologis Terhadap Panas

Grafik Temperatur Efektif

Sumber Panas Dalam Terowongan

3. Panas Batuan (Geothermal Gradient)

1. Pemampatan Udara (Autocompression)

Proses aliran udara masuk (intake air) dari luar masuk kedalam

tunnel/shaft/vertical opening akan menimbulkan panas.

2. Pemakaian Peralatan Mekanis dan Penerangan

Peralatan yang dipakai di tambang bawah tanah (Dosco,AM-50,bor)

apabila dioperasikan akan menimbulkan panas, selain itu penerangan

yang digunakan didalam tambang bawah tanah (lampu tambang,lampu

neon di junction) akan mengeluarkan panas.

Temperature (kering) bawah permukaan akan meningkat seiring dengan

kedalaman lubang bukaan yang dibuat.

Setiap jenis batuan mempunyai derajat panas yang berbeda (virgin rock

temperature), contoh : Coal Mine UK (1,8 – 4,0)0C/100mtr, Anaconda

Copper Montana (4,6 – 6,0)0C/100mtr.

4. Sensible Heat Flow

Panas dari dinding batuan yang ditransfer kedalam aliran ventilasi

Pada lubang bukaan.

5. Panas Dari Peledakan (Blasting)

Panas peledakan merupakan panas singkat yang akibatnya bisa

membuat lingkungan udara di front kerja menjadi relatif lebih panas

dari pada tempat sekitarnya. Oleh karena itu aliran udara dapat

berbalik kembali ke front kerja, tempat dimana peledakan baru saja

terjadi. Konsekuensinya debu akibat bongkaran batuan tidak terbawa

keluar.

6. Human Metabolism (Respirasi)

Panas yang dikeluarkan tubuh pada saat bekerja karena adanya

proses respirasi.

7. Oksidasi

Panas yang timbul karena terjadinya proses oksidasi didalam

tambang bawah tanah, contoh : oksidasi pada batubara

(spontaneous combustion) dan timber/kayu.

Pergeseran batuan yang diakibatkan karena adanya gangguan

geologi (fault, amblegan/subsidence, atap runtuh) akan

menimbulkan panas.

8. Pergeseran Batuan (Rock Movement)

9. Pemompaan Air (Pipelines)

Pada proses pemompaan air tambang akan timbul panas yang

diakibatkan adanya gesekan antara air yang dipompa dengan pipa.

Potensi Panas Dari Berbagai Jenis Bahan Peladak

Bahan Peledak Btu/lb Q (kJ/kg)

Q (kal/gram)

Nitroglycerin 60 % Straight Dynamite 40 % Straight Dynamite 100 % Straight Gelatin 75 % Straight Gelatin 40 % Straight Gelatin 75 % Amonia Gelatin 40 % Amonia Gelatin Semi Gelatin AN-I-o 94.5/5.5 AN-FO 94.3/5.7 AN-AL-Water

2555 1781 1673 5219 2069 1475 1781 1439 1691 1601 1668

1979-2159

5943 4143 3891 5859 4812 3431 4142 3347 3933 3724 3880

4603-5022

1420 990 930

1400 1150 820 990 800 940 890 927

1100-1200

PERENCANAAN VENTILASI

TAMBANG DALAM

Dalam rangka pembuatan rencana ventilasi tambang, sebaiknya

dipertimbangkan persyaratan-persyaratan seperti :

1. Konstruksinya harus dibuat sedemikian rupa agar ventilasi untuk

pengembangan pit kedepan dapat dilakukan menerus dan

ekonomis.

2. Struktur yang diinginkan untuk sistem ventilasi induk adalah sistem

diagonal. Sedangkan pembuatan vertical shaft dapat dilakukan bila

kondisi tambang dalam memungkinkan.

3. Dalam melaksanakan pengembangan pit dan penambangan serta

dilihat dari segi konstruksi pit, penting dibuat ventilasi (bantu) pada

permuka kerja.

Penentuan Ventilasi Yang

Diperlukan

1. Jumlah udara masuk per ton produksi batu bara sehari.

Di Jepang jumlah udara yang dibutuhkan untuk memproduksi batu

bara Setiap hari adalah sekitar 1~8 m3/min (0,017 – 0,133 m3/dt).

Angka ini akan berbeda menurut jumlah pancaran gas, tingkat

pemusatan permuka kerja dan jumlah aliran cabang, dimana pada

lubang bawah tanah yang jumlah pancaran gasnya banyak, angka ini

umumnya di atas 4 (m3/min).

Di Eropa dikatakan bahwa, lubang bawah tanah yang tidak ada

masalah dari segi pancaran gas dan kondisinya, angka ini adalah 2

(m3/min), lubang yang baru mulai konstruksi adalah 3(m3/min) dan

lubang yang mempunyai masalah dari segi kondisinya adalah sekitar 4

(m3/min).

Jumlah pancaran gas methan pada tambang batu bara

bawah tanah 8 negara penghasil utama, yaitu; Amerika

Serikat, Australia, Inggris, Jerman, Polandia, RRC,

Cekoslovakia dan bekas Uni Soviet, di rumuskan

sebagai :

Y = 4,1 + 0,023X

Dimana, Y = jumlah pancaran metan (m3/t)

X = kedalaman penambangan rata-rata (m)

Contoh Uji Swabakar dan Ledakan Gas

Methan Di Laboratorium

Peraturan Yang Harus Dipertimbangkan Dalam

Merencanakan Dan Mengevaluasi Ventilasi

Tambang Bawah Tanah :

1. Kadar gas-gas tambang harus dibawah nilai ambang batas (NAB),

kecuali oksigen harus diatas nilai ambang batas.

2. Kecepatan udara ventilasi minimum 7 m/mnt (=0,12 m/dt).

3. Temperatur efektif maksimum 240C, sedang kelembaban relatif (RH)

maksimum 85%.

4. Tidak diperbolehkan terjadi resirkulasi udara pada sistem ventilasi

bantu (auxiliary ventilation).

5. Kuantitas udara minimum pada permuka kerja 1,4 m3/dt dan pada cross

cut paling ujung 4,2 m3/dt.

6. Kebutuhan udara untuk pernapasan saat bekerja adalah 0,01 m3/dt/org.

7. Kecepatan udara di permuka kerja penambangan sebesar

(0,76–1,52) m/dt.

8. Kecepatan udara untuk mengendalikan kualitas udara tambang sebesar

0,3 m/dt.

9. Kecepatan udara untuk mengendalikan temperatur efektif dan

kelembaban relatif sebesar (0,5–2,5) m/dt.

11. Kecepatan udara ventilasi harus lebih kecil dari 450 m/menit

(7,5 m/dt). Kecuali pada vertical shaft dan terowongan khusus untuk

ventilasi boleh sampai 600 m/menit (10 m/dt).

10. Kandungan debu maksimum dalam udara tambang tergantung dari

tempat kerja :

- Permuka kerja penambangan (longwall face) sebesar 7 mg/m3.

- Persiapan lubang bukaan sebesar 3 mg/m3.

- Tempat-tempat operasi lainnya sebesar 5 mg/m3.

Struktur Lubang Bukaan Dilihat

Dari Segi Ventilasi.

1. Sistem Terpusat dan Sistem Diagonal

Metode ventilasi dimana ‘intake air’ dan ‘return air’nya

saling berdekatan dinamakan ventilasi sistem terpusat

Metode ventilasi yang ‘intake air’ dan ‘return air’nya terpisah jauh

disebut ventilasi sistem diagonal.

2. Pembagian Aliran Udara

Aliran cabang utama pada ventilasi pit bawah tanah, pecah menjadi

beberapa aliran cabang, kemudian setiap aliran cabang terbagi lagi

untuk menyapu permuka kerja dan menjadi ‘exhaust air’

Berpecah dan mengalirnya aliran udara disebut pembagian aliran

udara atau pencabangan aliran udara.

Efek Pembagian Aliran Udara

1. Tahanan ventilasi menjadi kecil

2. Dapat mengantarkan udara segar kesetiap permuka kerja disetiap blok.

3. Apabila di ‘airway’ terjadi kerusakan seperti ‘caving’, pengaruhnya dapat

dibatasi pada satu blok saja

4. Pengaruh bencana seperti kebakaran pit, semburan gas, swabakar

dan ledakan dapat dibatasi pada satu blok.

5. Dapat mengurangi kecepatan angin di terowongan utama.

6. Dapat mengantarkan udara bertemperatur relatif rendah hingga

kedekat permukaan kerja.

Ventilasi Induk Pembagian Ventilasi Induk terdiri dari :

1. Pembagian berdasarkan metode pembangkitan daya ventilasi,

terdiri dari : ventilasi alami dan ventilasi mekanis.

2. Pembagian berdasarkan jenis tekanan ventilasi yang ditimbulkan

mesin, terdiri dari : ventilasi hembus (Force) dan ventilasi hisap

(Exhaust).

3. Pembagian berdasarkan letak intake dan outtake air, terdiri dari :

ventilasi terpusat dan ventilasi diagonal.

Ventilasi Alami

Setiap kenaikan atau penurunan temperatur sebesar 1oC, semua jenis

gas akan memuai atau menyusut sebesar 1/273 kali volumenya pada 0oC.

Penyebab yang dapat membangkitkan daya ventilasi adalah sebagai berikut:

1) Perbedaan tinggi mulut pit intake dan outtake.

2) Perbedaan tempetarur intake dan return air.

3) Perbedaan temperatur di dalam dan luar pit.

4) Komposisi udara di dalam pit.

5) Tekanan atmosfir.

Kondisi Ventilasi Alami

Ventilasi alami pada vertical shaft

Ventilasi Mekanis

Metode yang menggunakan fan/kipas angin untuk melakukan ventilasi

adalah dengan menciptakan tekanan ventilasi (positif atau negatif)

di mulut tambang/pit (intake/outtake).

Ventilasi Sistem Hembus dan Ventilasi Sistem Hisap

Ventilasi sistem hembus adalah metode ventilasi yang membangkitkan

tekanan di mulut intake lebih tinggi (tekanan positif) dari pada tekanan

atmosfir, udara dihembus masuk kedalam tambang bawah tanah/pit.

Kebalikan dari sistem hembus, maka pada sistem hisap, fan/kipas angin

ditempatkan di mulut tambang/pit (outtake), membangkitkan tekanan

lebih rendah (tekanan negatif) dari pada tekanan atmosfir, untuk

mengisap udara keluar dari tambang bawah tanah/pit.

Ventilasi Bantu (Auxiliary Ventilation)

Ventilasi bantu dapat dibagi menjadi 4

yaitu :

1. Sistem Hembus (Forcing System)

2. Sistem Hisap (Exhausting System

3. Sistem Hembus Overlap (Forcing Overlap System)

4. Sistem Hisap Overlap (Exhausting Overlap System)

Teori Ventilasi

1. Tahanan Ventilasi

Koefisien Gesek Tiap Jenis Terowongan

Jenis terowongan Besar Kecil Rata-Rata

Tipe busur

Lapis batu bata Lapis beton Steels sets

0,00072 0,00030 0,00055 0,00069 0,00140

Terowongan telanjang

Biasa Banyak tonjolan

0,00130 0,00037 0,00081 0,00207

Penyangga kayu Biasa Tidak beraturan

0,00237

0,00087 0,00166 0,00414

Permuka kerja 0,00264

Seluruh Pit 0,00424 0,00154 0,00222

Vertical shaft 0,00240 0,00020 0,00130

2. Tahanan Belokan

Contoh Gesekan Pada Bagian Belokan Terowongan

Daya Ventilasi

Daya teoritis yang diperlukan untuk mengatasi tahanan tersebut

dinamakan daya ventilasi (atau daya penggerak udara),

yang dapat dinyatakan dengan rumus berikut.

N =

N = daya penggerak udara (HP)

h = tekanan ventilasi (mm air)

Q = jumlah angin ventilasi (m3/detik)

75

hQ

Mobile : 0857-8860-5194

facebook.com/Rizal ElFahmi

Email: fahmipembebasan@gmail.com