BAB IPENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pengendalian udara dalam lingkungan kerja sangat diperlukan untuk menjaga

kualitas udara dalam memenuhi standard kualitas yang ditetapkan bagi kesehatan pekerja,

dan memenuhi syarat kondisi udara yang sesuai bagi proses produksi, lingkungan kerja

mesin-mesin atau peralatan yang digunakan, dan penyimpanan barang atau hasil produksi.

Salah satu cara pengendalian udara dalam ruang adalah ventilasi yang tepat dan sesuai,

yaitu ventilasi yang terdapat pemasukan dan pengeluaran udara kedalam ruang melalui

bukaan atau lubang yang ada untuk mendapatkan udara yang memenuhi standard kualitas

kesehatan dan proses produksi industri.

Ventilasi tambang atau pertukaran udara di dalam tambang merupakan suatu

metode yang digunakan untuk memelihara dan  menciptakan udara sesuai dengan

kebutuhan proses produksi atau kenyamanan pekerja. Ventilasi ini juga digunakan untuk

menurunkan kadar suatu kontaminan di udara tempat kerja sampai batas yang tidak

membahayakan bagi keselamatan dan kesehatan kerja.

Tambang adalah kumpula permukaan hembusan udara dari titik pandang ventilasi

tambang. Permukaan-permukaan hembusan udara ini adalah jalan permukaan untuk

bekerja, sasaran dan pipa udara, dsb. Juga terdapat banyak permukaan hembusan udara

seperti retakan pada batu melalui kebocoran dari udara yang ada meskipun hembusan udara

tidak dianggap sebagai permukaan hembusan udara. Pada bab ini, seluruh “Permukaan

Hembusan Udara” akan dinamai “Aliran Udara” guna penyederhanaan. Aliran-aliran udara

ini digabungkan sebuah jaringan dalam sebuah tambang. Inilah yang disebut “Jaringan

Ventilasi Tambang”.

Secara umum, sejumlah hembusan udara tertentu yang ada pada aliran udara bahkan

jika tidak ada kipas pada jaringan ventilasi tambangoleh perbedaan kepekatan udara di

dalam jaringan (ventilasi alam). Bagaimanapun, hembusan udara tersebut tidak cukup

untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang dibutuhkan; khususnya pada tambang

batubara. Pada kasus seperti ini, satu atau lebih kipas yang dipasang untuk menyediakan

lebih banyak hembusan udara ke dalam tambang. Juga diperlukan pemasangan pintu-pintu

tambang dan regulator dalam jaringan

Tujuan analisis jaringan ventilasi adalah untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan

tersebut. Hal ini untuk menghitung rata-rata hembusan udara disemua aliran udara di dalam

tambang di bawah kondisi-kondisi tertentu yang dibuat oleh insinyur ahli ventilasi untuk

menyediakan sejumlah udara ketempat-tempat yang disediakan. Akhirnya, kondisi yang

paling cocok akan ditemukan setelah perbandingan beberapa kondisi. Analisis jaringan

ventilasi diguakan hanya untuk mengetahui peredaran aliran udara melalui jejaring yang

lama. Bagaimanapun, tujuan analisis telah diperluas tidak hanya untuk peredaran aliran

udara tetapi juga Estimasi Panas Lingkungan dan Simulasi Kebakaran di Tambang, dll

akhir-akhir ini. Yaitu, hasil analisis jaringan ventilasi yang dianggap pengaruh tambang

dimanfaatkan untuk menemukan jalan keluar teraman dari bawah tanah ke permukaan saat

kebakaran tambang terjadi. Sistem analisis jaringan ventilasi saat ini dapat menghitung

rata-rata hembusan udara, temperature dan kelembaban diwaktu yang sama

1.2 Fungsi Ventilasi Tambang

Ventilasi memiliki beberapa fungsi antara lain sebagai berikut

1.      Ventilasi dapat menurunkan kosentrasi kontaminan dalam udara ruang kerja dengan

memasukkan udara segar dan mengeluarkan udara terkontaminan sampai tingkat yang

tidak berbahaya.

2.      Ventilasi dapat memberikan penyegaran udara dalam ruang pada suhu dan kelembaban

tertentu untuk kenyamanan pekerja.

3.      Ventilasi dapat memberikan kondisi udara yang sesuai  bagi proses produksil,

penyimpanan bahan dan hasil produksi, lingkungan kerja mesin, dan peralatan industri.

4.      Ventilasi dapat menurunkan kosentrasi gas buangan yang dapat menimbulkan

kebakaran atau ledakan sampai dibawah batas ledak terendah.

5.      Ventilasi dapat menghilangkan gas-gas yang tidak menyenangkan yang ditimbulkan

oleh keringat dan sebagainya dan gas-gas pembakaran (CO2) yang ditimbulkan oleh

pernafasan dan proses-proses pembakaran.

6.      Ventilasi dapat  menghilangkan uap air yang timbul sewaktu memasak, mandi, dan

sebagainya.

7.      Ventilasi dapat  menghilangkan kalor yang berlebihan.

8.      Ventilasi dapat mendapatkan kenyamanan termal.

BAB IIPEMBAHASAN

Auxiliary ventilation (ventilasi bantu) mengacu pada sistem ventilasi yang

digunakan untuk memasok udara ke permuka kerja (working face).Permuka kerja adalah

bukaan yang dibuat sebagai bagian pengembangan terowongan. Permuka kerja belum

terhubung dengan terowongan lain sehingga hanya berbentuk serupa bukaan buntu (blind

heading).

Ventilasi bantu mesti dirancang secara mandiri dari sistem ventilasi utama sehingga

tidak akan mempengaruhi aliran udara keseluruhan di tambang bawah tanah.

Ventilasi bantu mempunyai peran penting untuk menjamin sirkulasi udara di bukaan buntu.

Dengan berbagai alat berat diesel yang beroperasi di permuka kerja, akan meningkat pula

emisi gas buang, panas, dan partikel-partikel diesel ke udara. Pasokan udara oleh ventilasi

bantu harus mampu melarutkan semua emisi tersebut sekaligus menyuplai oksigen yang

cukup buat pekerja.

Untuk tambang yang tidak terlalu dalam dan besar, mengandalkan sirkulasi udara

alami mungkin saja bisa mencukupi.Sirkulasi alami hanya menggantungkan pada

perbedaan tekanan udara alami antara luar dan dalam terowongan. Aliran udara akan terjadi

dengan sendirinya akibat perbedaan tekanan ini.Namun pada kenyataannya, sangat jarang

ditemui tambang bawah tanah yang hanya mengandalkan sirkulasi udara alami saja.

Apalagi jika terdapat alat-alat bermesin diesel yang mengeluarkan emisi gas

buang.Perbedaan tekanan udara alami tidak lagi dapat diandalkan. Alat yang dapat

menciptakan perbedaan tekanan udara yang memadai perlu dipasang. Alat ini disebut main

fan atau kipas utama.Penyebutan main fan (kipas utama) tak lain untuk membedakan

dengan auxiliary fan (kipas bantu). Main fan inilah yang bertanggung jawab atas sirkulasi

udara keseluruhan pada tambang bawah tanah. Ukuran main fan amat bervariasi, mulai dari

beberapa ratus Hp (horsepower) hingga beberapa ribu Hp. Namun dalam tambang yang

sama, ukuran main fan dapat dipastikan lebih besar dari auxiliary fan karena tugas main fan

yang mencakup semua wilayah tambang.

Sistem pemasangan main fan dapat dibedakan menjadi tiga yaitu

(1) Sistem hembus (blowing system)

Gambar 1 dan 2 merupakan ilustrasi dari dua jenis sistem ventilasi bantu: forcing (hembus)

dan exhausting (hisap). Jenis mana yang akan dipilih tergantung pada jumlah polutan, debu,

gas, dan tingkat panas di permuka kerja.

Sistem hembus (forcing system) akan memberikan hembusan udara bertekanan

positif ke permuka kerja. Tekanan positif berarti aliran udara ini mempunyai tekanan lebih

besar dibanding udara di atmosfir. Karena bertekanan positif, maka dapat digunakan

flexible duct (pipa/saluran ventilasi fleksibel). Pipa/saluran ventilasi ini menghubungkan

fan (kipas) dengan permuka kerja sebagaimana terlihat pada gambar.

Kelemahan terbesar sistem hembus, seluruh permuka kerja akan teraliri dengan

udara kotor seperti ditunjukkan dengan tanda panah berwarna merah (panah biru

menunjukkan aliran udara bersih). Disebut udara kotor karena semua gas dan emisi lain di

sepanjang bukaan telah terlarut dalam aliran udara ini.

Pada sistem hembus (blowing system), fan dipasang untuk menghasilkan efek tiup

atau hembus. Mirip dengan orang meniup balon, udara dihembuskan masuk ke dalam

tambang bawah tanah. Pada sistem ini, tekanan udara dalam terowongan akan lebih tinggi

(positif) jika dibanding dengan tekanan diluar terowongan.

Dalam aplikasi, sistem hembus jarang digunakan. Akibat hembusan fan, tekanan

udara di area sekitar fan menjadi tinggi sehingga mengakibatkan ketidaknyamanan pekerja

dan berhamburannya debu dan partikel-partikel lain.

(2). Sistem tarik (exhaust system).

Pada sistem tarik (exhaust system), fan dipasang untuk menarik keluar udara dari

dalam tambang. Mirip udara dalam balon yang ditarik keluar saat balon dikempiskan.

Berlawanan dengan sistem hembus, tekanan udara dalam terowongan menjadi lebih kecil

(negatif) dibanding dengan tekanan luar.

Sistem tarik lebih umum diterapkan di tambang bawah tanah. Tekanan negatif di

terowongan juga akan memaksa gas-gas beracun untuk lebih mudah terbuang sehingga

tidak terakumulasi di dalam tambang.

Untuk kondisi dimana debu menjadi perhatian utama, exhausting system (system

hisap) akan lebih disukai. Dengan sistem ini, udara kotor tidak lagi mengalir di sepanjang

bukaan, melainkan terhisap masuk ke duct (pipa/saluran ventilasi).

Berkebalikan dengan sistem hembus, sistem hisap akan memberikan aliran udara

negatif. Itu sebab, dibutuhkan pipa/saluran ventilasi dari bahan yang rigid. Pipa/saluran

ventilasi fleksibel tidak dapat digunakan karena akan kempot ketika dihisap oleh fan (lihat

arah tanda panah).

Sistem tarik lebih umum diterapkan di tambang bawah tanah. Tekanan negatif di

terowongan juga akan memaksa gas-gas beracun untuk lebih mudah terbuang sehingga

tidak terakumulasi di dalam tambang.

(3) Sistem Gabungan

Dari ulasan sebelumnya jelas terlihat bahwa tiap sistem punya kelebihan sekaligus

kekurangan masing-masing. Berdasarkan hal ini, dikembangkan sistem ketiga yang

merupakan gabungan sistem hembus dan hisap.

Sistem gabungan ini disebut sebagai overlap system seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Sistem ini umumnya diterapkan pada bukaan panjang dengan ukuran lebih dari 500 m.

Overlap system membutuhkan 2 fan (kipas). Dua kipas ini akan memberikan tenaga lebih

untuk memasok udara di bukaan-bukaan panjang tersebut

PRINSIP VENTILASI TAMBANG

Prinsip sistem ventilasi yang digunakan dalam suatu tambang adalah membuat suatu

proses pertukaran udara di dalam tambang. Pertukaran udara dicapai dengan cara

memindahkan udara dari tempat kerja dan mengganti dengan udara segar yang dilakukan

secara bersama-sama. Pertukaran udara secara mekanik dilakukan dengan cara memasang

sistem pengeluaran udara (exhaust system) dan pemasukan udara (supply system) dengan

menggunakan fan. Exhaust system dipasang untuk mengeluarkan udara, beserta kontaminan

yang ada di sekitar ruang kerja, biasanya ditempatkan di sekitar ruang kerja atau dekat

dengan sumber kontaminan dikeluarkan. Supply system dipasang untuk memasukkan udara

ke dalam ruangan, umumnya digunakan untuk menurunkan tingkat konsentrasi kontaminan

di dalam lingkungan kerja

Jenis Ventilator

1. Ventilasi Umum

Dari suatu ruang kerja dikeluarkan melalui bukaan atau lubang pada dinding dan

memasukkan udara segar melalui bukaan pada dinding lain. Ventilasi umum dapat juga

diartikan dengan pengenceran, yaitu penurunan konsentrasi kontaminan udara dalam

ruang kerja sampai pada tingkat yang tidak membahayakan kesehatan (NAB) dan

keselamatan tenaga kerja.

Ventilasi umum dapat berlangsung dengan baik bila :

1.      Kadar kontaminan udara dalam ruang tidak terlalu tinggi agar volume udara

pengencer tidak terlalu besar.

2.      Pekerja berada cukup jauh dari sumber pengencer agar tidak terpengaruh pencemaran,

kadar kontaminan udara masih dibawah nilai ambang batas.

3.      Toksisitas kontaminan masih rendah

4.      Pencemaran terjadi merata.

Ventilasi umum terlaksana dengan dua cara :

Ventilasi alamiah

Pemasukan dan pengeluaran udara dalam ruang terjadi disebabkan adanya

perbedaan tekanan udara luar dan dalam. Udara akan mengalir dari udara  bertekanan tinggi

ke udara bertekanan rendah. Perbedaan tekanan dapat terjadi karena adanya perbedaan suhu

udara dan mengakibatkan terjadinya perbedaan kerapatan udara atau berat jenis udara.

Udara panas dengan berat jenis rendah mengalir keatas, sedang udara dingin dengan berat

jenis tinggi akan mengalir kebawah. Pada ventilasi alamiah udara mengalir secara alamiah.

1. Ventilasi horisontal (ventilasi silang)

Arus angin datang dari luar ruang secara horizontal, dapat terjadi bila terdapat

perbedaan suhu udara luar dan dalam ruang atau antar ruang dalam bangunan. Ventilasi

silang berfungsi dengan baik, maka pada dinding harus ada bukaan atau lubang seperti

pintu, jendela, atau lubang angin. Aliran udara masuk kedalam ruangan tidak terlalu kuat

dan tidak terhambat, dan harus diarahkan ke bagian-bagian ruang yang ditempati atau

dipakai. Kemungkinan penempatan lubang ventilasi Penempatan lubang ventilasi adalah

penting untuk pengarahan aliran udara dari lubang masuk (inlet) ke lubang keluar (outlet).

Keadaan 1

Tidak ada lubang keluar tidak ada aliran udara keluar, ventilasi tidak efektif, menimbulkan

ketidaknyamanan.

Keadaan 2

Pada dinding yang berhadapan terdapat masing-masing satu lubang masuk dan satu lubang

keluar yang sama luasnya. Lubang masuk letaknya keluar, terletak dalam batas daerah

hunian atau kerja (living zone) : 0,30m – 1,80m diatas lantai. Luas lubang keluar lebih besar

dari lubang masuk adalah lebih baik.

Keadaan 3

Lubang masuk terletak tinggi, lubang keluar rendah. Terjadi kantung udara dibawah lubang

masuk, tidak ada aliran udara dalam daerah hunian. Ventilasi kurang efektif.

Keadaan 4

Lubang masuk dan keluar sama tinggi dan sama luas ventilasi baik sekali.

Pemasangan kisi-kisi, jalusi, sungkup (kanopi) pada lubang masukan dapat memperbaiki

pola aliran udara masuk kedalam ruang :

Penampatan lubang keluar

Penempatan lubang keluar hampir tidak merubah pola aliran udara dalam ruang.

Aliran udara dalam ruang hanya tergantung pada ukuran, bentuk dan letak lubang angin

masuk. Ventilasi lebih baik lagi bila dibuat dua lubang masuk dengan lubang besar pada

bagian bawah dna lubang kecil atau jalusi dibagian atas.

Kecepatan aliran udara masuk dapat diperbesar bila lubang keluar dibuat lebih

besarPerbandingan ukuran lubang keluar dengan lubang masuk mempengaruhi kecepatan

aliran udara dalam ruang. Makin besar perbandingan lubang, makin tinggi kecepatan aliran

udara.

2. Ventilasi vertikal

Aliran udara terjadi karena perbedaan berat jenis lapisan-lapisan udara luar dan

dalam bangunan. Berat jenis kecil udara mengalir keatas, berat jenis besar udara mengalir

kebawah (efek cerobong). Pada tempat-tempat dengan kecepatan udara tinggi, dikendalikan

dengan memasang penahan atau pembelok arah angin (deflektor) pada bukaan, yang dapat

digerakkan untuk mengatur arah angin, dan kecepatan angin masuk.

Tabel Penahan Angin (deflektor)Tidak dapat berputar (tetap), kecepatan angin masuk dapat dikurangiDapat berupah pada sumbu horisontal, arah dan kecepatan angin masuk dapat

diatur

Dapat berputar pada suhu horisontal, dapat menurunkan kecepatan dari 40

km/jam menjadi 5 sampai 1,5 km / jam

2. Ventilasi Buatan (Mekanis)

Penggantian udara terjadi dengan bantuan alat mekanik seperti kipas angin (fan),

penyedot udara (blower), exhauster. Cara ini digunakan bila cara alamiah tidak mencukupi,

misalnya ukuran ruang luas.

Ada dua jenis kipas angin yaitu sistem baling-baling dan sistem sedot pompa

sertrifugal. Kipas angin yang digunakan garis tengah besar dengan putar per menit sekecil

mungkin untuk memberikan kenyamanan. Aliran udara dibuat merata dalam seluruh ruang,

diletakkan dekat sumber kontaminan. Bila sumber kontaminan dekat dinding kipas angin

berfungsi sebagai pengisap kontaminan keluar (exhauster). Bila berat jenis kontaminan

lebih besar dari berat jenis udara, maka kipas dipasang dekat lantai. Bila dipasang pada

langit-langit, tinggi ruang harus lebih dari 3 m; Kapasitas kipas ditentukan oleh volume

ruang, jumlah pergantian udara dalam ruang yang diperlukan.

 Persyaratan Teknik ventilasi mekanik

a) Sistem ventilasi mekanis harus diberikan jika ventilasi alami yang memenuhi syarat

tidak memadai.

b).Penempatan fan harus memungkinkan pelepasan udara secara maksimal dan juga

memungkinkan masuknya udara segar atau sebaliknya.

c). Sistem ventilasi mekanis bekerja terus menerus selama ruang tersebut dihuni.

d).Besarnya pertukaran udara yang disarankan untuk berbagai fungsi ruangan harus sesuai

ketentuan

3. Ventilasi Lokal

Pembuangan udara dilakukan langsung dari sumber kontaminan melalui corong (hood)

pengisap yang dipasang dan ditempatkan dekat sumber kontaminan. Dari corong pengisap

kontaminan disalurkan dalam pipa (duct) menggunakan penyedot udara (blower) kemudian

kontaminan dipisahkan oleh sistem pembersih udara. Udara bersih selanjutnya dibuang ke

atmosfir. Tipe corong penghisap dan sistem pemasangannya harus disesuaikan dengan jenis

kontaminan dan cara kerja operator sehingga terhindar dari pengaruh kontaminasi dari hasil

proses produksi. Kapasitas penghisap harus kecil, sehingga pemakaian energi kecil dan

ekonomi. Kontaminan harus dapat diisap seluruhnya, jangan sempat menyebar dalam ruang

atau zona pernafasan operator. Kontaminan harus terkonsentrasi dalam sistem ventilasi

untuk dapat dipisahkan menjadi udara bersih dan sisa buangan yang dapat dimanfaatkan

selanjutnya. Ventilasi lokal dengan sistem pembersih kontaminan.

Tipe-tipe sistem ventilasi lokal

a. Ventilasi lokal menggunakan sistem pembersih kontaminan. Corong penghisap dipasang

tepat diatas sumber kontaminan. Kontaminan disalurkan melalui sistem perpipaan ke sistem

pembersih udara menggunakan alat penyedot (blower) dan  cara bersih dipisahkan dari

kontaminan selanjutnya dibuang ke atmosfir, sedang sisanya berupa kontaminan dapat

dimanfaatkan selanjutnya.

b. Ventilasi lokal menggunakan corong pengeluaran setempat tepat diatas sumber

kontaminan.Dengan cara ini udara terkontaminasi tidak tersebar dalam ruang. Operator

terhindar dari pengaruh kontaminan. Operator tidak diperkenankan membungkuk diatas bak

kerja.

c. Ventilasi lokal menggunakan corong celah (slot), dipasang disisi sumber kontaminan. Gas

buangan diisap melalui saluran samping. Operator dapat bekerja dengan membungkuk

diatas sumber kontaminan/bak kerja.

d. Ventilasi lokal menggunakan sistem tiup dan bisa (push and pull exhauster).

Sumber kontaminan diberi udara yang ditiupkan dari saluran tiup memakai exhauster,

udara kontaminan ditiup dan dibuang melalui salurang buang memakai exhauster yang

dipasang disebelahnya.

e. Ventilasi loal untuk pengeluaran kontaminan pada pabrik penyepuhan logam (galvanisasi).

Pengendalian suhu bertujuan untuk penyegaran udara dalam lingkungan kerja, dilaksanakan

dengan menurunkan panas dengan cara mengalirkan udara segar dan dingin menggantikan

udara panas dalam ruang kerja.

Dapat dilaksanakan dengan cara-cara :

a. Ventilasi alamiah, dengan mengadakan lubang/bukaan seperti pintu, jendela, lobang

angin sehingga terjadi pengaliran udara secara alami.

b. Ventilasi mekanis, menggunakan peralatan bantu mekanis seperti :

- Kipas angin, blower, untuk mengalirkan udara segar dan mengganti udara        panas

serta menaikkan kecepatan liner udara dalam ruang.

- Alat pendingin udara (air conditioning), untuk menurunkan suhu udara dan

kelembaban ruang. Udara panas dalam ruang diisap dan panasnya diserap untuk

pendinginan dan pengembunan dan kemudian diembuskan kembali masuk dalam

ruang.

 Pendinginan udara bertujuan untuk :

a.         Penyegaran udara bagi karyawan

b.        Penyegaran udara yang diperlukan untuk proses produksi, penyimpanan, lingkungan

kerja mesin dan lain-lain.

Sistem pendingin ruang terdiri dari :

a. Sistem langsung (direct cooling), udara didinginkan langsung oleh zat pendingin

(refrigerant) menggunakan mesin sistem paket (package air conditioner).

b. Sistem tidak langsung (indirect cooling), menggunakan media air es, mesin pengolah

udara (air handling unit AHU).

Perancangan Ventilasi

Pada tambang batu bara bawah tanah, diasumsikan bisa terjadi berbagai jenis

bencana/ kecelakaan yang sama sekali tidak terbayangkan pada industri lain. Diantaranya

yang paling mengerikan adalah ledakan gas dan debu batu bara. Sudah barang tentu,

penyebabnya adalah keberadaan gas metan yang mencapai batas ledakan. Pada terowongan

(pit) tambang batubara bawah tanah, hal yang paling penting dari segi keamanan adalah

mengencerkan dan menyingkirkan gas metan CH4 yang timbul dari lapisan batu bara,

dengan menggunakan sistem ventilasi. Oleh karena itu, perencanaan ventilasi merupakan

masalah khas tambang batu bara bawah tanah yang perlu ditentukan dengan perencanaan

yang sungguh-sungguh

Dalam rangka penentuan rencana pembuatan ventilasi tambang, sebaiknya

dipertimbangkan persyaratan-persyaratan seperti di bawah ini:

Konstruksinya harus dibuat sedemikian rupa, agar ventilasi yang diperlukan untuk

pengembangan pit kedepan, dapat dilakukan secara ekonomis, dan konstruksinya dibuat

dengan memiliki kelonggaran (kelebihan) udara ventilasi secukupnya, untuk

mengantisipasi pertambahan atau perkembangan pit di kemudian hari, serta peningkatan

gas yang mungkin timbul akibat dari penambangan batubara.

Struktur yang diinginkan untuk metode ventilasi pada jenis ventilasi utama adalah sistem

diagonal . Sedangkan pembuatan vertical shaft, khusus dilakukan terhadap kondisi

penambangan bagian dalam. Selain itu, pada tempat yang sulit dilakukan penggalian

vertical shaft (misalnya tambang batu bara dasar laut), diharapkan memiliki inclined shaft

khusus dengan penampang berbentuk lingkaran. Selain itu konstruksinya dibuat sedemikian

rupa agar tahanan ventilasi utama menjadi sekecil mungkin, dan memungkinkan

mengambil ventilasi cabang sebanyak mungkin dari terowongan ini.

Penentuan Ventilasi Yang Diperlukan

Penentuan ventilasi yang diperlukan harus dilakukan dengan mempertimbangkan hal-hal di

atas. Berikut ini akan dijelaskan secara ringkas, hal-hal yang dapat menjadi referensi dalam

perancangan ventilasi secara konkrit.

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

Dari hasil aktual di tambang batu bara Jepang, per ton produksi batu bara sehari adalah

sekitar 1~8 (m3/min). Angka ini akan berbeda menurut jumlah pancaran gas, tingkat

pemusatan permuka kerja dan jumlah aliran cabang, dimana pada pit bawah tanah yang

jumlah pancaran gasnya banyak, angka ini umumnya di atas 4 (m3/min). Dari contoh di

lapangan batu bara Eropa dikatakan bahwa, pit bawah tanah yang tidak ada masalah dari

segi pancaran gas dan kondisi pit, angka ini adalah 2 (m3/min), pit yang baru mulai

konstruksi adalah 3(m3/min) dan pit yang mempunyai masalah dari segi kondisinya adalah

sekitar 4 (m3/min)

b. Hal-hal yang ditentukan di dalam peraturan keselamatan tambang batu bara mengenai

udara pit bawah tanah adalah sebagai berikut, sebagai contoh;

Peraturan keselamatan tambang batu bara Jepang memberi koridor sbb;

Kandungan oksigen pada udara di dalam pit harus lebih besar dari 19% dan kandungan gas

karbon diosida harus lebih kecil dari 1%.

Kandungan gas dapat terbakar di dalam ‘exhaust air’ aliran cabang utama serta di lokasi

kerja harus lebih kecil dari 1,5% dan di dalam aliran udara ditempat lalu lintas di dalam pit

harus lebih kecil dari 2%.

Temperatur udara di lokasi kerja di dalam pit harus lebih rendah dari 37oC.

Jumlah udara ventilasi di mulut pit intake mengambil standar jumlah udara maksimum

untuk pekerja tambang yang bekerja dalam waktu bersamaan di dalam pit selama satu hari,

dan untuk tambang batu bara kelas A harus dibuat lebih besar dari 3 m3 per menit per

orang.

Kecepatan udara ventilasi harus lebih rendah dari 450 m/menit. Kecuali pada vertical shaft

dan terowongan khusus untuk ventilasi boleh ditingkatkan sampai 600 m/menit.

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’. Lama-lama aliran cabang ‘exhaust air’ lain juga berkumpul dan bergabung

dengan ‘exhaust air’ utama dan dibuang ke luar pit. Berpecah dan mengalirnya aliran udara

seperti ini disebut pembagian aliran udara atau pencabangan aliran udara.

Pembagian aliran udara mempunyai efek sebagai berikut:

1) Tahanan ventilasi menjadi kecil karena pembagian, sehingga dengan memakai kipas

angin yang sama dapat dilakukan ventilasi udara lebih banyak.

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.

Semua hal diatas adalah nerupakan efek utama dari pembagian aliran udara. Mengenai

pembagian aliran udara, terutama untuk ventilasi di permuka kerja penambangan, peraturan

keselamatan tambang batu bara mengatur hal sebagai berikut:

Pada tambang batu bara kelas A, ‘exhaust air’ dari lokasi penambangan batu bara sistem

lorong panjang (long wall) atau ‘gob’ tidak boleh dilakukan ke lokasi penambangan lain.

(Kecuali ada alasan khusus dan mendapat izin dari kepala bagian pengawasan keselamatan

tambang, maka hal tersebut diperbolehkan).

Demikianlah, setiap permukaan kerja penambangan harus mempunyai ventilasi yang

berdiri sendiri. Bukan saja di permuka kerja penambangan, tetapi di permuka kerja lubang

majupun diharapkan menerapkan ventilasi ‘independen’ dengan mempertimbangkan gas

yang muncul.

Metode pembagian aliran udara terdiri dari pembagian aliran alami dan pembagian aliran

proporsional. Pembagian aliran alami adalah metode pembagian aliran secara alami tanpa

menggunakan alat pembagi aliran ataupun kipas angin pembantu. Sedangkan pembagian

aliran proporsional adalah metode pengaturan jumlah udara ventilasi dengan menggunakan

peralatan seperti fan atau kipas angin. Tergantung dari tahapan pembagiannya, pembagian

aliran udara dapat dibagi menjadi pembagian aliran primer, pembagian aliran sekunder dan

pembagian aliran permuka kerja

1. Perencanaan Ventilasi Alami

A. Perancangan ventilasi alami dilakukan sebagai berikut:

-          Mentukan kebutuhan ventilasi udara yang diperlukan sesuai fungsi ruangan.

-          Mentukan ventilasi gaya angin atau ventilasi gaya termal yang akan digunakan.

  B. Ventilasi gaya angin

  Faktor yang mempengaruhi laju ventilasi yang disebabkan gaya angin termasuk :

a). Kecepatan rata-rata.

b). Arah angin yang kuat.

c). Variasi kecepatan dan arah angin musiman dan harian.

d). Hambatan setempat, seperti bangunan yang berdekatan, bukit, pohon dan semak belukar.

Liddamnet (1988) meninjau relevansi tekanan angin sebangai mekanisme penggerak.

Model simulasi lintasan aliran jamak dikembangkan dan menggunakan ilustrasi pengaruh

angin pada laju pertukaran udara.

Kecepatan angin biasanya terendah pada musim panas dari pada musim dingin. Pada

beberapa tempat relatif kecepatannya di bawah setengah rata-rata untuk lebih dari beberapa

jam per bulan. Karena itu, sistem ventilasi alami sering dirancang untuk kecepatan angin

setengah rata-rata dari musiman.

Persamaan di bawah ini menunjukkan kuantitas gaya udara melalui ventilasi bukaan inlet

oleh angin atau menentukan ukuran yang tepat dari bukaan untuk menghasilkan laju aliran

udara :

Q = CV.A.V……............................................................................………..(2.5)

dimana :

Q = laju aliran udara, m3 / detik.

A = luas bebas dari bukaan inlet, m2.

V = kecepatan angin, m/detik.

CV = effectiveness dari bukaan (CV dianggap sama dengan 0,5 ~ 0,6 untuk angin yang

tegak lurus dan 0,25 ~ 0,35 untuk angin yang diagonal).

Inlet sebaiknya langsung menghadap ke dalam angin yang kuat. Jika tidak ada tempat yang

menguntungkan, aliran yang dihitung dengan persamaan akan berkurang, jika

penempatannya kurang lazim, akan berkurang lagi.

C. Penepatan outlet yang diinginkan

1.    pada sisi arah tempat teduh dari bangunan yang berlawanan langsung dengan inlet.

2.    pada atap, dalam area tekanan rendah yang disebabkan oleh aliran angin    yang tidak

menerus.

3.    pada sisi yang berdekatan ke muka arah angin dimana area tekanan rendah terjadi dalam

pantauan pada sisi arah tempat teduh,

4.    dalam ventilator atap, atau

5.   pada cerobong. Inlet sebaiknya ditempatkan dalam daerah bertekanan tinggi, outlet

sebaiknya ditempatkan dalam daerah negatip atau bertekanan rendah.

D.  Ventilasi gaya termal

Jika tahanan didalam banguanan tidak cukup berarti, aliran disesbabkan oleh efek cerobong

Perkiraan DhNPL sulit. Jika satu jendela atau pintu menunjukkan bagian-bagian

yang besar (mendekati 90%) dari luas bukaan total dalam selubung, NPL adalah tinggi

tengah-tengah lubang, dan DhNPL sama dengan setengah tingginya.

Untuk kondisi ini, aliran yang melalui bukaan dua arah, yaitu udara dari sisi  hangat

mengalir melalui bagian atas bukaan, dan udara dari sisi dingin mengalir melalui bagian

bawah. Campuran batas terjadi dikedua sisi antar muka aliran yang berlawanan, dan

koefisien orifis dapat dihitung sesuai dengan persamaan (Kiel dan Wilson, 1986) :

K = 0,40 + 0,0045.( Ti – To )……….................................................………

Jika ada bukaan lain yang cukup, aliran udara yang melalui bukaan akan tidak terarah dan

campuran batas tidak dapat terjadi.

Koefisien pelepasan K = 0,65 sebaiknya dipakai. Tambahan informasi pada cerobong yang

disebabkan aliran udara untuk ventilasi alami bisa dipenuhi pada referensi Foster dan

Down (1987). Aliran terbesar per unit luas dari bukaan diperoleh jika inlet dan outlet sama.

Persamaan ke dua diatas didasarkan pada kesamaan ini. Kenaikan luas outlet di atas luas

inlet atau sebaliknya, menaikkan aliran udara tetapi tidak proporsional terhadap

penambahan luas. Jika bukaan tidak sama, gunakan luas yang terkecil dalam persamaan dan

tambahkan kenaikannya.

2. Perancangan Ventilasi Mekanik

a). Perancangan sistem ventilasi mekanis dilakukan sebagai berikut :

1). tentukan kebutuhan udara ventilasi yang diperlukan sesuai fungsi ruangan.

2). tentukan kapasitas fan.

3). rancang sistem distribusi udara, baik menggunakan cerobong udara (ducting)atau fan

yang dipasang pada dinding/atap.

b).Jumlah laju aliran udara yang perlu disediakan oleh sistem ventilasi mengikuti

persyaratan.

Perancangan Sistem Fan

Rancangan sistem fan harus memenuhi ketentuan :

a)    Untuk sistem fan dengan volume tetap, daya yang dibutuhkan motor pada sistem fan

gabungan tidak melebihi 1,36 W/(m3/jam);

b)    Untuk sistem fan dengan volume aliran berubah, daya yang dibutuhkan motor untuk

c)   sistem fan gabungan tidak melebihi 2,12 W/(m3/jam);

d)   Setiap fan pada sistem volume aliran berubah atau VAV (Variable Air Volume) dengan

motor 60 kW atau lebih harus memiliki kontrol dan peralatan yang diperlukan agar fan

tidak membutuhkan daya lebih dari 50 % daya rancangan pada 50 % volume rancangan 

berdasarkan data uji;

e)    Ketentuan butir a, b, dan c di atas tidak berlaku untuk fan dengan daya lebih kecil dari

7,5 kw pada aliran rancangan.

Mengukur Kecepatan Dan Arah Angin

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin,

dan merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam mengetahui cuaca. Angin

adalah gerakan atau perpindahan masa udara pada arah horizontal yang disebabkan oleh

perbedaan tekanan udara dari satu tempat dengan tempat lainnya. Angin diartikan pula

sebagai gerakan relatif udara terhadap permukaan bumi, pada arah horizontal atau hampir

horinsontal. Masa udara ini mempunyai sifat yang dibedakan antara lain oleh kelembaban

(RH) dan suhunya, sehingga dikenal adanya angin basah, angin kering dan sebagainya.

Sifat-sifat ini dipengaruhi oleh tiga hal utama, yaitu:

(1) daerah asalnya

(2) daerah yang dilewatinya

(3) lama atau jarak pergerakannya.

Dua komponen angin yang diukur ialah kecepatan dan arahnya. Kecepatan angin adalah

jarak tempuh angin atau pergerakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan

meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Satuan mil (mil

laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j = 1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d =

2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan

tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin

cepat.