A. JUDUL

“PERENCANAAN VENTILASI TAMBANG BAWAH TANAH

MENGGUNAKAN SOFTWARE KAZEMARU DI PT.TAHITI COAL”

B. LATAR BELAKANG MASALAH

Sebagai negara yang berkembang, Indonesia terus berusaha

meningkatkan pembangunan disegala bidang dengan tujuan pembangunan

nasional yaitu untuk mensejahterakan masyarakat. Untuk melaksanakan

kegiatan pembangunannya, Indonesia dianugerahi oleh Tuhan Yang Maha

Esa modal yang sangat berharga, baik dari segi jumlah penduduk maupun

dari segi sumberdaya alam yang banyak terkandung di dalamnya.

Pada saat ini perkembangan industri semakin pesat, diikuti dengan

kebutuhan bahan bakar yang semakin tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan

bahan bakar tersebut manusia terus menggali sumberdaya alam yang ada pada

lapisan bumi, yang dimanfaatkan untuk kemajuan ilmu pengetahuan dan

teknologi (IPTEK).

Salah satu sumberdaya alam yang dapat dimanfaatkan saat ini adalah

batubara. Batubara merupakan sumber daya alam dengan jumlah cadangan

yang memadai serta cukup berpotensial untuk dikembangkan di Indonesia.

Batubara berasal dari proses pembusukan kayu dan tumbuh-tumbuhan oleh

bakteri, proses ini dipengaruhi oleh peredaran air, tempratur, dan keasaman

yang terendapkan pada lingkungan geologi dalam suatu cekungan endapan

(basin), tertutup lapisan lain non organik sehingga dalam waktu yang sangat

lama menjadi batubara. Batubara merupakan bahan galian golongan A, yaitu

bahan galian yang strategis bagi negara secara teoritis.

Dengan meningkatnya kebutuhan terhadap batubara, maka PT. Tahiti

Coal sebagai salah satu perusahaan yang bergerak dibidang jasa

pertambangan umum ikut terdorong untuk mengoptimalkan penggalian

batubara yang ada. Khususnya di daerah Desa Sijantang Kecamatan Kalawi,

Kota Sawahlunto, Propinsi Sumatera Barat.

Dalam perkembangan penambangan di Indonesia, khususnya batubara

dapat dilakukan dengan sistem tambang terbuka (surface mining) dan sistem

tambang bawah tanah (underground mining). Dilakukannya penambangan

batubara secara terbuka apabila cadangan batubara itu mempunyai nilai

ekonomis, stripping ratio yang relatif kecil dan cadangan tidak berada jauh

dari permukaan, begitu pula sebaliknya tambang bawah tanah dilakukan

penambangannya apabila cadangan batubara itu mempunyai stripping ratio

yang relatif besar dan cadangan batubara berada jauh dari permukaan dan

tidak layak secara teknis dan ekonomis untuk dilakukan penambangan secara

tambang terbuka. PT.Tahiti Coal pada awalnya menggunakan sistem tambang

tebuka, tetapi seiring dengan kemajuan tambang, cadangan batubara yang ada

sudah tidak ekonomis lagi jika ditambang dengan metode tambang terbuka

(surface mining) maka kegiatan penambangan dilakukan dengan metode

tambang bawah tanah (underground mining).

Pada kegiatan penambangan bawah tanah, sistem ventilasi merupakan

hal yang penting karena pada tambang bawah tanah berbeda dengan tambang

terbuka yang keberadaan udaranya terbatas. Di dalam tambang bawah tanah

udara yang ada sangat terbatas serta didukung sirkulasi dan aktivitas

pertambangan yang menyebabkan debu sehingga sangat penting adanya

ventilasi dalam tambang bawah tanah.

Apabila tidak ada ventilasi dalam tambang bawah tanah maka

kemungkinan besar para pekerja akan susah bernafas dan yang terburuk bisa

menyebabkan kematian. Dengan adanya ventilasi dalam tambang bawah

tanah maka para pekerja akan nyaman serta menerima udara yang baik ketika

bekerja.

Meskipun tidak memberikan kontribusi langsung ke tahap operasi

produksi, sistem ventlasi yang kurang tepat seringkali akan menyebabkan

efisiensi yang lebih rendah dan produktivitas pekerja menurun dan tingkat

kecelakaan meningkat.

Sistem ventilasi merupakan metode aplikasi dari prinsip fluida

dinamik (dalam hal ini udara) terhadap laju udara pada bukaan tambang

bawah tanah. Sistem ventilasi ini diperlukan tidak hanya untuk memberikan

asupan udara bersih bagi pekerja tambang tapi juga bagi alat-alat mekanis di

lokasi tersebut. Pada dasarnya, sistem ventilasi tambang bawah tanah

memiliki beberapa fungsi umum, yaitu :

a. sebagai kontrol kualitas dan kuantitas udara, yaitu menyediakan dan

mengalirkan udara segar ke dalam tambang untuk kebutuhan pernafasan

pekerja dan proses lain yang ada di dalamnya.

b. Melarutkan dan membuang gas-gas pengotor hingga mencapai kondisi

balance (equilibrium) terutama setelah aktivitas peledakan dan

memenuhi syarat bagi aktivitas penambangan.

c. Menyingkirkan debu dan partikuler hingga berada di bawah nilai ambang

batas (NAB) dan aman untuk melaksanakan aktivitas tambang.

d. Mengatur (adjustment) temperatur, kelembaban di dalam tambang

sehingga memberikan kondisi yang nyaman untuk bekerja.

Pada tambang bawah tanah sistem ventilasi sangat berperan penting

guna memenuhi kebutuhan pernapasan manusia (pekerja) dan juga untuk

menetralkan gas-gas beracun, mengurangi konsentrasi debu yang berada di

dalam udara tambang dan untuk mengatur temperatur udara tambang

sehingga akan tercipta kondisi kerja yang aman dan nyaman. Konsentrasi

debu yang tinggi akan membahayakan kesehatan pekerja tambang. Selain itu,

panas dan kelembaban yang tinggi pada tambang bawah tanah akan

mengurangi efisiensi kerja para pekerja tambang.

Pada suatu tambang batubara bawah tanah (underground mine), dapat

diasumsikan terjadi berbagai jenis kecelakan seperti ledakan gas dan debu

batubara yang mana penyebabnya adalah keberadaan gas metan yang

mencapai batas ledakan. Ditambah dengan minimnya pengontrolan sistem

ventilasi sehingga keberadaan gas metan dan debu batubara tidak dapat

dikeluarkan secara maksimal.

Pada tambang batubara bawah tanah yang paling penting ditinjau dari

segi keselamatan adalah bagaimana mengencerkan dan menyingkirkan gas

metan yang timbul dari lapisan batubara dengan sistem ventilasi serta

bagaimana mengontrol kualitas dan kuantitas udara ventilasi sehingga

kebutuhan akan udara segar untuk kelangsungan kegiatan penambangan dapat

terpenuhi.

Kazemaru merupakan salah satu software yang digunakan untuk

mensimulasikan sistem jaringan ventilasi udara. Sistem analisa ventilasi udara

Kazemaru adalah sistem komprehensif yang telah dikembangkan agar

pekerjaan analisa jaringan ventilasi udara dapat dikerjakan oleh siapapun dan

dapat dilaksanakan dengan mudah. Dengan menggunakan software kazemaru

kita dapat menampilkan gambar jaringan ventilasi secara 2D dan 3D dan juga

software Kazemaru memiliki fungsi sebagai database, sehingga

memungkinkan untuk melakukan pengecekan data, perbandingan hasil, dan

pencarian data. Selain itu jika suatu saat ada perubahan perencanaan tambang

kita juga dapat dengan mudah melakukan perubahan perencanaan jaringan

ventilasi karena data yang telah tersimpan sebagai database dapat dengan

mudah di analisa ulang.

Mengingat pentingnya sistem ventilasi di dalam sebuah tambang

bawah tanah dan mempertimbangkan kelebihan yang dimiliki software

kazemaru maka penulis tertarik untuk mengambil judul “Perencanaan

Ventilasi Tambang Bawah Tanah Menggunakan Software Kazemaru Di

PT. Tahiti Coal”

C. IDENTIFIKASI MASALAH

Dari latar belakang masalah di atas dapat diidentifikasi masalahnya

sebagai berikut:

1. Belum adanya perencanaan sistem ventilasi pada tambang bawah tanah

PT. Tahiti Coal

2. Adanya gas berbahaya pada tambang bawah tanah dapat membahayakan

kesehatan pekerja tambang.

3. Panas dan kelembaban yang tinggi di lokasi tambang bawah tanah serta

kurangnya suply udara ke lokasi tambang dapat menurunkan efisiensi

kerja dan memicu kecelakaan kerja.

4. Banyaknya debu batubara yang beterbangan pada tambang bawah tanah

dapat membahayakan kesehatan pekerja tambang dan dapat memicu

swabakar.

D. BATASAN MASALAH

Berdasarkan identifikasi masalah diatas agar penelitian ini dapat

dilakukan secara terstruktur, terorganisir dan mencapai sasarannya, maka

dalam penelitian ini perlu adanya batasan masalah, batasan masalah pada

penelitian ini antara lain:

1. Penelitian ini bertujuan untuk merencanakan sistem ventilasi pada

kegiatan penambangan bawah tanah PT. Tahiti Coal dengan

menggunakan software Kazemaru.

2. Penelitian ini dibuat untuk merencanakan kebutuhan ventilasi pada

lorong tambang di PT. Tahiti Coal.

E. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan identifikasi masalah dan batasan masalah yang telah

diuraikan di atas maka untuk lebih terarah penelitian ini, penulis merumuskan

permasalahan ditinjau dari beberapa aspek diantaranya :

1. Bagaimana kondisi udara dan gas gas pada tambang bawah tanah

PT. Tahiti Coal?

2. Berapa jumlah udara yang harus dialirkan untuk keperluan operasional

penambangan pada tambang bawah tanah PT. Tahiti Coal?

3. Bagaimana gambaran sistem ventilasi tambang bawah tanah PT. Tahiti

Coal?.

F. TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui kualitas udara dalam lorong tambang PT. Tahiti Coal

2. Mengetahui kuantitas udara segar yang dibutuhkan karyawan PT. Tahiti

Coal di dalam tambang bawah tanah.

3. Mendapatkan gambaran sistem ventilasi tambang bawah tanah PT. Tahiti

Coal menggunakan sotware Kazemaru.

G. TINJAUAN PUSTAKA

Sistem ventilasi adalah salah satu yang di pergunakan dalam tambang

bawah tanah, Oleh karena itu sangatlah perlu di perhatikankondisi maupun

perawatan. Untuk memperoleh informasi yang terincimengenai kuantitas dan

kualitas udara tambang bawah tanah padasistem jaringan ventilasi, maka

perlu dilakukan perencanaan sistem ventilasi dan pemeriksaan terhadap

sistem ventilasi yang ada, yaitu mengadakan pengukuran dan pengamatan

terhadap ventilasi, sehingga dapat diketahui arah aliranatau sirkulasi udara,

kuantitas udara yang memenuhi persyaratan yangberlaku.

Pada pengaturan aliran udara dalam ventilasi tambang bawah tanah,

berlaku hukum alam bahwa:

a. Udara akan mengalir dari suhu rendah ke tinggi, dari tekanan tinggike

rendah

b. Udara akan lebih banyak mengalir pada jalur ventilasi denganresistansi

yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur denganresistansi yang besar.

c. Hukum-hukum mekanika fluida akan selalu diikuti dalamperhitungan

dalam ventilasi tambang.

Ventilasi tambang mempunyai tujuan umum yang bisa menjadi salah

satu acuan dari suatu standar udara tambang bawah tanah,diantaranya :

1. Memberikan udara segar / oksigen (O2) untuk aktifitas

dalamtambang.Melarutkan gas-gas beracun dan berbahaya.

2. Menurunkan tempertur sampai pada temperatur yang nyamanuntuk

bekerja.

3. Menyingkirkan atau menghisap debu di dalam tambang bawah

1. Pengendalian Kualitas Udara Tambang

a. Perhitungan Keperluan Udara Segar

Jenis kegiatan manusia dapat dibedakan atas (Hartman, 1982,

“materi Ventilasi Tambang”, Balai Diklat TBT, 2002, halaman 3) :

1) Dalam keadaan istirahat

2) Dalam kegiatan kerja moderat, misalnya kerja kantor

3) Dalam kegiatan kerja keras, misalnya olahraga atau kerja tambang.

Laju pernafasan per menit didefinisikan sebagai banyaknya

udara dihirup dan dihembuskan per satuan waktu satu menit. Pada

manusia yang bekerja keras, angka bagi pernafasan ini (respiratori

quotient) sama dengan satu, yang berati bahwa jumlah CO2 yang

dihembuskan sama dengan jumlah O2 yang dihirup pada pernafasannya.

Gambaran mengenai keperluan oksigen pada pernafasan pada tiga jenis

kegiatan manusia secara umum dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 1. Keperluan Oksigen untuk Pernafasan Manusia Berdasarkan

Jenis Kegiatan (Hartman, 1982)

Kegiatan Kerja

Laju Pernafasan Per Menit

Udara Terhirup Per Menit dalam in3/ menit (10-4

m3/detik)

Oksigen Terkonsumsi

cfm (10-5

m3/detik)

Angka Bagi Pernafasan (respiratori

quoient)Istirahat 12 – 18 300-800 (0,82-

2,18)0,01 (0,47) 0,75

Kerja Moderat

30 2800-3600 (7,64-9,83)

0,07 (3,3) 0,9

Kerja Keras

40 6000 (16,4) 0,10 (4,7) 1,0

Sumber: Materi Ventilasi Tambang Balai Diklat TBT

Ada dua cara perhitungan untuk menentukan jumlah udara yang

diperlukan perorang untuk pernafasan (Hartman,1982 “Materi Ventilasi

Tambang”, Balai Diklat TBT, 2002, halaman 3), yaitu :

1) Atas dasar kebutuhan O2 minimum, yaitu 19,5 %

Pada pernafasan, jumlah oksigen akan berkurang sebanyak 0,1 cfm,

sehingga akan dihasilkan persamaan untuk jumlah oksigen sebagai

berikut :

0,21 Q – 0,1 = 0,195 Q

(kandungan oksigen) – (jumlah oksigen pernafasan) = (kandungan

oksigen minimum untuk udara pernafasan).

2) Atas dasar kandungan CO2 maksimum, yaitu 0,5 %

0,0003 Q + 0,1 = 0,005 Q

(kandungan CO2 dalam udara normal) – (jumlah CO2 hasil

pernafasan) = (kandungan CO2 maksimum dalam udara).

b. Temperatur Effektif

Agar seseorang dapat bekerja dengan nyaman di lingkungan

udara dengan kelembaban relatif 80 % diperlukan perbedaan td - tw

sebesar 50F (2,80C).

Effisiensi kerja seseorang bergantung langsung kepada

temperatur ambient dan akan berkurang / menurun bila temperaturnya

berada diluar rentan 68 – 72 0F. Hubungan antara efisiensi kerja dengan

temperatur efektif dapat dilihat pada gambar berikut.

Sumber : Materi Peranginan dan Ventilasi Tambang2002, halaman 30Gambar 1. Hubungan Antara Efisiensi Kerja dan Temperatur

Efektif

c. Standar Kualitas Udara Tambang Bawah Tanah

Komposisi Udara segar normal yang dialirkan pada ventilasi

tambang terdiri dari Nitrogen, Oksigen, Karbondioksida, Argon dan

Gas-gas lain seperti terlihat pada tabel berikut (Howard L. Hartman,

Jan M. Mutmansky,Raja V. Ramani,Y. J. Wang, Mine Ventilation and

Air Conditioning, 1997, halaman 12):

Tabel 2. Komposisi Udara Segar (Bolz and Tuve,1973)

Unsur Persen Volume (%) Persen Berat (%)Nitrogen (N2) 78,09 75,53Oksigen (O2) 20,95 23,14

Karbondioksida (CO2) 0,03 0,046Argon (Ar) dll 0,93 1,284

1) Kandungan Oksigen Dalam Udara

Dalam udara normal, kandungan oksigen adalah 21 % dan

udara dianggap layak untuk suatu pernafasan apabila kandungan

oksigen tidak boleh kurang dari 19,5 % (Howard L. Hartman, Jan

M. Mutmansky, Raja V. Ramani,Y. J. Wang, “Mine Ventilation and

Air Conditioning’’, 1997, halaman 31).

Kekurangnan oksigen dalam udara yangdigunakan bagi

pernafasan akan berpengaruh terhadap keadaan fisiologi manusia,

seperti diperlihatkan pada tabel berikut.

Tabel 3. Pengaruh Kekurangan OksigenKandungan O2 di Udara Pengaruh

17%

15%

13%9%7%6%

Laju pernafasan meningkat (ekuivalen dengan ketinggian 1600 m)

Terasa pusing,suara mendesing dalam telinga dan jantung berdetak cepat

Kehilangan Kesadaran Pucat dan jatuh pingsan Sangat membahayakan kehidupan Kejang kejang dan kematian

Sumber: Materi peranginan (ventilasi) tambang

2) Gas-Gas Pengotor

a) Karbon Monoksida (CO)

Karbonmonoksida merupakan gas beracun yang sangat

mematikan karena sifatnya yang kumulatif, Misalnya gas CO

padakandungan 0,04 % dalam udara apabila terhirup selama satu

jam baru memberikan sedikit perasaan tidak enak, namun dalam

waktu 2 jam dapat menyebabkan rasa pusing dan setelah 3 jam

akan menyebabkan pingsan/tidak sadarkan diri dan pada waktu

lewat 5 jam dapat menyebabkan kematian.

b) Karbondioksida (CO2)

Gas ini tidak berwarna dan tidak berbau dan tidak

mendukung nyala api dan bukan gas racun. Dalam udara normal

kandungan CO2 adalah 0,03 %. Gas ini bersumber dari hasil

pembakaran, hasil peledakan atau dari lapisan batuan dan dari

hasil pernafasan manusia.

Pada kandungan CO2 = 0,5% laju pernafasan manusia

mulai meningkat. Pada kandungan CO2 = 3% laju pernafasan

menjadi dua kali lipat dari keadaan normal. Pada kandungan

CO2 = 5% laju pernafasan meningkat tiga kali lipat dan pada

kandungan CO2 = 10% manusia hanya dapat bertahan beberapa

menit.

c) Methan (CH4)

Gas methan merupaka gas yang selalu berada dalam

tambang batubara dan sering merupakan sumber dari satu ledakan

tambang. Apabila kandungan methan dalam udara tambang

bawah tanah mencapai 1% maka seluruh hubungan mesin listrik

harus dimatikan.

Menurut Kepmen 555, pengukuran gas methan harus

dilakukan sekurang kurangnya pada :

Masing-masing pada permuka kerja dari setiap lokasi

penggalian.

Setiap penggalian lubang maju.

Pada percabangan jalan aliran udara tempat keluar udara kotor

dari lokasi kerja.

Tempat yang jaraknya kurang dari 30 sentimeter kearah

ambrukan atau bekas penggalian atau pada dinding penyangga

alami dijalur jalan udara kotor.

Tempat tertentu sepanjang jalan yang diperkirakan

terakumulasi gas metana.

Pada pipa monitor gas yang dipasang pada daerah yang telah

ditutup kedap.

Menurut penelitian yang memplotkan jumlah pancaran

methan dan kedalaman tambang rata rata untuk tambang

batubara bawah tanah 8 negara penghasil utama batubara, yaitu

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

Cekoslovakia, dan bekas Uni Soviet maka pancara gas methan

dapat diketahui dari perhitungan menggunakan persamaan

berikut (Materi Ventilasi Tambang, Balai Diklat TBT, 2002,

halaman 35) :

Y = 4,1 + 0,023X

Dimana, Y = Jumlah pancaran methan (m3/t)

X = Kedalaman penambangan rata rata (m)

d) Hidrogen Sulfida (H2S)

Gas ini tidak berwarna, merupakan gas racun dan dapat

meledak, merupakan hasil dekomposisi dari senyawa belerang.

Gas H2S mempunyai bau yang sangat jelas, namun kepekaan

terhadap bau ini akan dapat rusak akibat reaksi gas H2S terhadap

gas penciuman. Pada kandungan H2S = 0,01% untuk selama

waktu 15 menit, maka kepekaan manusia akan bau ini sudah akan

hilang.

e) Sulfur Dioksida (SO2)

Gas ini tidak berwarna dan tidak bisa terbakar. Merupakan

gas racun yang terjadi apabila ada senyawa belerang yang terbakar.

f) Nitrogen Oksida (NOx)

Gas ini sebenarnya merupakan gas yang inert, namun pada

keadaan tertentu dapat terosidasi dan dapat menghasilkan gas yang

sangat beracun. Terbentuknya dalam tambang bawah tanah sebagai

hasil peledakan dan gas buang dari motor bakar. Harga ambang

batasnya ditetapkan 5 ppm, baik untuk waktu terendah maupun

untuk waktu 8 jam kerja.

d. Pengendalian Gas Gas Tambang

Beberapa cara pengendalian yang dapat dilakukan terhadap

pengotor gas pada tambang bawah tanah (Howard L. Hartman, Jan M.

Mutmansky, Raja V. Ramani,Y. J. Wang, Mine Ventilation and Air

Conditioning,1997, halaman 8), yaitu :

1) Pencegahan (Preventation)

2) Pemindahan (removal)

3) Absorpsi (Absorption)

4) Isolasi (Isolation)

5) Pelarutan (Dilution)

Jumlah udara segar yang diperlukan untuk mengencerkan suatu

masukan gas sampai nilai MAC dapat ditentukan dengan persamaan

berikut (Howard L. Hartman,Jan M. Mutmansky,Raja V. Ramani,Y. J.

Wang, Mine Ventilation and Air Conditioning) :

Q = (Qg / (MAC) – B ) – Qg

Dimana : Qg = masukan gas pengotor

B = Konsentrasi gas dalam udara normal

2. Pengukuran Udara Tambang

Pada sistem ventilasi tambang peralatan ventilasi merupakan suatu

hal yang sangat penting. Dengan semua jenis dari mesin penggerak yang

merupakan suatu rangakaian komponen alat yang berfungsi untuk

menekan secara memompa udara yang segar dan baik supaya mengalir

pada lubang bawah tanah. Pada dasarnya peralatan ventilasi tambang

meliputi fan, kompresor, anemometer, duct,manometer,  pitot tube, sling

psychrometer, regulator dan yang lainnya yang mendukung pada sistem

ventilasi.

a. Kecepatan Angin

Untuk mengukur kecepatan angin di dalam pit bawah tanah

biasanya menggunakan anemometer. Ini adalah kincir angin yang

sangat ringan dan gesekannya kecil, dimana baling-balingnya terbuat

dari pelat aluminium dan membentuk sudut 42-44o terhadap arah poros.

Untuk mengukur kecepatan angin, alat ini diletakkan di dalam aliran

udara untuk memutar baling-baling, dimana kecepatan angin atau jarak

tempuh aliran udara per satuan waktu dapat diperoleh dari jumlah

putaran dalam waktu tertentu. Daerah kemampuan ukurnya adalah 0,5-

10 m/s. Bentuk dari Anemometer sendiri dapat dilihat pada gambar

berikut :

Sumber : Dokumentasi PenulisGambar 2. Anemometer Traversing dan Anemometer Digital

b. Jumlah Angin

Jumlah angin adalah perkalian kecepatan angin rata-rata dan

luas penampang. Pada umumnya, kecepatan angin terbesar terjadi di

sekitar pusat penampang terowongan. Oleh karena itu, apabila

mengukur kecepatan angin dengan anemometer, maka anemometer

digerakkan sepanjang penampang dengan kecepatan konstan untuk

mengukur kecepatan angin rata-rata. Kemudian nilai tersebut dikalikan

dengan luas penampang terowongan yang diukur untuk menghitung

jumlah angin. Untuk mengukur banyaknya udara yang lewat pada suatu

pengukur per menit dapat dihitung dengan rumus :

Q = V . A

Dimana :

Q = Jumlah udara dalam (m3/menit)

V = Kecepatan udara (m/menit)

A = Luas penampang (m2)

c. Penurunan Tekanan

Melakukan pengukuran penurunan tekanan yang terjadi karena

mengalirnya udara di dalam lorong angin adalah hal yang sangat

penting. Apabila pada 2 titik pengukuran di dalam lorong angin

diletakkan tabung tekanan statis Pitot dan di tengah-tengahnya

diletakkan tabung U, kemudian dihubungkan dengan pipa (misalnya

pipa karet), maka perbedaan tekanan yang tampak pada tabung U

adalah penurunan tekanan. Apabila 2 titik yang hendak diukur

penurunan tekanannya berjarak jauh, selang jarak tersebut dibagi

menjadi beberapa bagian, kemudian penurunan tekanannya diukur dan

nilai penjumlahan untuk selang 2 titik tersebut boleh dianggap sebagai

penurunan tekanan. Pada waktu melakukan pengukuran mulai dari

mulut pit udara masuk kemudian.

3. Pengendalian Kuantitas Udara Tambang

a. Penentuan Kuantitas Udara Tambang

Kuantitas udara tambang dapat ditentukan dari persamaan

persamaan berikut :

1) Berdasarkan kandungan oksigen yang diizinkan di udara tambang.

Kuantitas udara ditentukan dengan persamaan :

a.Q – b = c.Q (Hartman, 1982)

keterangan :

a = persentasi oksigen pada udara bebas ( 20-21 %)

b = jumlah udara yang dibutuhkan oleh setiap orang untuk bernafas

c = Kadar oksigen minimum yang diizinkan pada udara tambang

(19,5 %).

Q = Jumlah udara yang dialirkan untuk 1 orang pekerja (cfm)

2) Berdasarkan kandungan karbondioksida maksimum yang diizinkan.

kuantitas udara ditentukan dengan persamaan :

d.Q – e = f.Q (Hartman, 1982)

keterangan :

d = persentasi CO2 pada udara normal

e = jumlah CO2 hasil pernafasan, merupakan jumlah O2 yang

dibutuhkan dikali dengan angka pernafasan.

f = persentasi kandungan CO2 maksimum yang diizinkan pada udara

tambang.

Q = jumlah udara yang harus dialirkan untuk 1 orang pekerja (cfm).

3) Berdasarkan fungsinya untuk mengencerkan gas yang berbahaya di

dalam tambang.

Kuantitas udara dapat dihitung dari persamaan :

Q = Qg

NAB−B – Qg (Hartman, 1982)

Keterangan :

Qg = kuantitas gas yang diencerkan, m3/detik

NAB = Nilai ambang batas gas tambang.

B = Konsentrasi gas tersebut dalam udara bebas.

4) Berdasarkan peraturan K3 Pertambangan, untuk tambang yang

mengandung gas, kuantitas udara minimum yang diperlukan untuk

pernafasan manusia sebesar 0,1 m3/dtk.

5) Berdasarkan peraturan K3 Pertambangan, untuk setiap tenaga kuda

apabila mesin dihidupkan, kuantitas udara yang diperlukan yaitu

sebesar 3 m3/menit.

b. Evaluasi Kuantitas Udara Pada Sistem Ventilasi

1) Perhitungan Kuantitas Udara Pada Jalur Udara

Langkah langkah yang dilakukan dalam perhitungan kuantitas

udara ini antara lain :

a) Pengukuran kecepatan aliran udara

Dalam mengukur kecepatan angin di jalur udara atau

terowongan dan pipa udara digunakan alat anemometer

manual,anemometer digital dan stopwatch sebagai alat

pengukur waktu. Alat anemometer digital ini menggunakan

satuan m/detik.

Dengan menggunakan alat anemometer manual metode

pengukuran yang digunakan adalah metode continius

traversing, dilakukan dengan cara memindahkan atau

menggeser anemometer pada kecepatan konstan

0,2 – 0,3 m/detik dengan posisi anemometer selalu tegak lurus

sumbu aliran udara. Teknik pelaksanaan traversing ini adalah:

Pertama sambungkan anemometer dengan tongkat,

kemudian pegang tongkat pada ujungnya dan arahkan

anemometer tegak lurus aliran udara.

Stopwatch harus mulai menghitung waktu bersamaan

dengan saat awal jarum anemometer bergerak dari nol.

Gerakkan anemometer dengan kecepatan konstan 0,2 – 0,3

m/detik, tapi di lapangan ini diabaikan. Pengukuran dimulai

dari sisi lubang dan diakhiri pada sisi lainnya dengan

gerakkan bergelombang naik turun dari dasar lubang hingga

atap lubang dari sisi ke sisi lainnya.

Setelah mencapai titik akhir pengukuran, secara bersamaan

stopwatch dan anemometer dimatikan.

Kecepatan aliran dapat dihitung dengan membagi hasil

bacaan dari anemometer (m) dengan waktu yang diperlukan

selama satu kali pengukuran.

Pengukuran menggunakan anemometer digital dapat

dilakukan dengan cara alat diletakkan pada titik titik perwakilan

pada suatu penampang (menghadap aliran udara), kemudian

tunggu beberapa saat sampai angka yang terbaca pada alat

konstan, setelah konstan catat dan itulah kecepatan udara pada

titik tersebut.

b) Pengukuran luas jalur udara

Luas jalur udara ditentukan dari pengurangan luas

terowongan dengan luas penghalang yang ada seperti belt

conveyor dan pipa udara.

c) Perhitungan kuantitas udara

Kuantitas dihitung berdasarkan hasil kali antara

kecepatan aliran udara dengan luas penampang yang

dilawatinya.

Q = V x A

Keterangan :

Q = Kuantitas udara, m2/detik

V = Kecepatan aliran udara tambang, m/detik

A = Luas penampang jalan udara tambang, m2

Perhitungan kuantitas udara di permuka kerja yaitu

berdasarkan kepada :

(1) Berdasarkan kebutuhan udara minimal untuk pernafasan

pekerja di front kerja.

Jika kebutuhan minimum untuk pernafasan sebesar 0,01

m3/detik/orang maka :

Q = jumlah gilir orang/gilir x m3/detik/orang

Q = m3/detik/gilir.

(2) Berdasarkan kebutuhan minimum untuk mengencer gas.

Langkah langkah yang dilakukan dalam perhitungan ini

yaitu :

Berdasarkan jumlah produksi pergilir, yaitu :

P = m2 x m/gilir x ton/m3 = ton/gilir.

Keterangan :

P = Hasil kali antara luas penampang jalur udara,

kemajuan produksi rata rata pergilir, dan berat jenis

batubara (1,30 ton/m3).

Berdasarkan emisi gas methan, yaitu :

Qg = ton/gilir x m3/ton x 1/waktu efektif jam kerja

pergilir.

Qg = m3/detik

Maka kuantitas udara untuk mendilusi gas methan

adalah:

Q udara = Q gas

NAB−Bgas - Qgas (Hertman, 1982)

Keterangan :

Qudara = Kuantitas udara yang dibutuhkan, m3/detik.

Q gas = kuantitas emisi gas yang diperkirakan, m3/detik.

NAB = Nilai ambang batas (gas methan 1%)

Bgas = kandungan gas pada intake air (%)

(3) Berdasarkan jumlah tenaga kuda (Horse Power) peralatan

yang beroperasi.

Berdasarkan peraturan K3 Pertambangan, untuk setiap

tenaga kuda apabila mesin dihidupkan, kuantitas udara yang

diperlukan yaitu sebesar 3 m3/menit.

2) Dasar evaluasi terhadap kebutuhan udara di permuka kerja dan

tingkat effisiensi kerja para pekerja.

Hal hal yang menjadi dasar dalam perhitungan tersebut adalah :

a) Kebutuhan udara untuk pernafasan setiap orang pada saat bekerja

sebesar 0,1 m3/detik/orang.

b) Dari emisi gas methan yang mungkin dihasilkan menurut Brithis

Mining Consultan Limited (dikutip dari Tugas Akhir Maireni

Safitri,2007, halaman 91) adalah 0,025 m3/ton batubara untuk

lapisan B dan 0,05 m3/ton batubara untuk lapisan C. Dari emisi

gas mehan yang mungkin timbul sesuai dengan jumlah produksi

dapat dihitung kuantitas udara yang dibutuhkan untuk mencairkan

methan dengan batas maksimum kandungan gas methan sebesar

1%.

c) Kuantitas udara minimum yang harus tersedia berdasarkan

MSHA (dikutip dari Tugas Akhir Maireni Safitri,2007,

halaman 92) pada persimpangan jalan atau jalan utama sebesar

4,2 m3/detik dan untuk di face kuantitas udara minimum adalah

sebesar 1,4 m3detik.

d) Kecepatan aliran udara minimum di permukaan kerja longwall

sebesar 0,75-2,0 m/detik.

e) Untuk kandungan gas gas berbahaya di dalam tambang harus di

bawah nilai ambang batas, serta kandungan debu maksimum di

udara tambang tergantung pada tempat kerjanya.

f) Temperatur efektif yang diizinkan sebesar 21 0C – 32 0C

sedangkan kelembaban relatif yang diizinkan antara 65-95%.

g) Tidak diizinkan adanya resirkulasi pada sistem ventilasi bantu

(auxilary ventilation).

c. Tahanan Ventilasi

1) Koefisien Gesek

Koefisien gesek berbeda menurut metode penyanggaan

terowongan. Berikut adalah koefisien gesek (Friction Factor) untuk

tiap jenis saluran (W.L.LE ROUX 1979).

Tabel 4. Koefisien Gesek Tiap Jenis Saluran (Ns2/m4)

Airway KVentilation Piping 0,003Concrete line empty shaft 0,004Straight rock tunnel 0,01Concrete lined shaft with streamline buntons 0,025Concrete lined shaft with R.S.J buntons 0,05Heavily timbered rectangular shaft 0,08

Sumber: Mine Ventilation Notes for Beginners

Sedangkan nilai friction factor (K) untuk beberapa jenis duct saluran

udara ventilasi menurut McPherson 1993 yaitu sebagai berikut :

Ventilation Ducting Friction Factor (K)Coolapsible fabric ducting ( forcing system only ) 0,0037Flexible ducting with fully stretchet spiral spring reinforcemen

0,011

Fibreglass 0,0024Spiral – wound galvanized steel 0,0021

Sumber :McPherson 1993

2) Tahanan Belokan

Tahanan ventilasi meningkat drastis di belokan terowongan,

di tempat yang menyempit, serta di tempat terjadinya tabrakan aliran

udara.tahanan yang timbul di belokan disebabkan oleh kerugian

energi akibat aliran udara yang berlebih.

Sumber : Materi peranginan (ventilasi) tambangGambar 3. Gesekan Pada Bagian Belokan Terowongan

3) Rumus Perhitungan Tahanan Ventilasi

h = K u .L

a v2= K

u .L .Q 2a 3

h = tekanan ventilasi (mm air)

K = koefisien gesek terowongan

u = panjang keliling penampang terowongan

L = panjang terowongan (m)

a = luas penampang terowongan (m2)

v = kecepatan angin (m/s)

4) Rumus Umum Atkinson

P = K . C . L .Q 2

A 3 x

w1,2

Jika density udara pada kondisi normal maka :

P = K . C . L .Q 2

A 3

P = penurunan tekanan akibat gesekan (mm air)

L = panjang terowongan (m) L = L + Le

c = panjang keliling penampang terowongan (m)

Q = jumlah udara (m3/detik)

a = luas penampang terowongan (m2)

w = density udara (kg/m3)

K = koefisien tahanan gesek terowongan

4. Software Kazemaru

merupakan salah satu software yang digunakan untuk mensimulasikan

sistem jaringan ventilasi udara yang menggunakan Nodal Potensial

Method Metode ini menghitung pressure pada titik-titik (nodes) di dalam

suatu jaringan, dengan initial value untuk pressure masing-masing nodes,

dan kuantitas dari masing-masing jalur udara ditentukan sembarang (dua

variabel tersebut tidak diketahui) dengan memasukkan input berupa

resistance sebagai karakteristik dari jalur udara, panjang dan luas jalur

udara. Kemudian pressure akan dikoreksi terus-menerus sampai

mendapatkan ketelitian yang dibutuhkan. Untuk mengecek ketelitian

perhitungan dari simulasi ini , ”Node Flow Error” harus sama dengan

jumlah aliran dari/menuju titik (node) yang dihitung, kemudian ”Average

Node Flow Error” sama dengan rata-rata dari nilai absolut dari ”Node

Flow Error” yang dihitung.

Nilai dari”Average Node Flow Error” harusnya mendekati nilai 0, tetapi

apabila nilainya antara 0.5-1 m3/min sudah cukup baik. Jika nilainya ini

berada pada batas tersebut maka inilah yang disebut converges

calculation . Perhitungan diatas tadi di sebut proses perhitungan dari

tekanan yang kemudian aliran udara akan dhitung menggunakan nilai

dari tekanan. Penerapan NodalPotensial Method ini diterapkan sebagai

alternatif pendekatan lain untuk menganalisa suatu jaringan ventilasi.

Output dari perangkat lunak ini berupa nilai debit dan tekanan udara.

a. Penggunaan Kazemaru

Dalam pembuatan simulasi jaringan ventilasi menggunakan

perangkat lunak Kazemaru ini diperlukan beberapa input data berupa

nilai resistansi udara, panjang jalur udara antara node ke node, luas

jalur udara dan data dari fan. Gambar 4 menunjukan bentuk program

dari Kazemaru

Gambar 4. Bentuk program dari Kazemaru

Untuk memulai dalam pemakaian program ini diperlukan beberapa

langkah diantaranya yaitu :

1). Untuk mengawali buat node baru dengan menekan tombol new

node dan tekan pada layar program sehingga akan muncul

seperti pada Gambar 5. Kemudian dimasukkan bilangan dari

node dan elevasi node tersebut. Untuk node yang berhubungan

dengan udara luar kita pilih tombol permukaan sedangkan untuk

node-node selanjutnya kita pilih yang bawah tanah begitu juga

seterusnya sampai membuat suatu jaringan. Begitu juga apabila

ingin mengganti ataupun menghapus node cukup menekan

tombol chn node dan del node.

Gambar 5. Pembuatan Node

2). Menghubungkan antara node satu dengan node selanjutnya

dengan menekan tombol new rode (Gambar 6), kemudian

memasukaan input data berupa nilai resistansi, panjang antar

node, luas jalur udara begitu juga seterusnya sampai ke node

terakhir. Apabila ingin mengganti ataupun menghapus cukup

menekan tombol chn rode dan del rode.

Gambar 6. Memasukkan input data jaringan

3). Untuk memasukkan fan cukup dengan menekan tombol new fan

(Gambar 7) kemudian dimasukkan aliran udara dari fan,

jumlahnya dan tekanan itu sendiri. Untuk mengganti ataupun

menghapus cukup menekan tombol chn fan dan del fan.

Gambar 7. Input data fan

4). Untuk melakukan analisis dari sebuah jaringan cukup menekan

tombol <Analysis><airflow><standard analysis> (Gambar 8).

Gambar 8. Analisis program

Untuk memasukkan parameter parameternya dengan

memasukan nilainya seperti pada Gambar 9.

Gambar 9. Parameter jaringan

5). Setelah melakukan analisis maka outputnya berupa debit dan

tekanan udara di tiap node.

Gambar 10. Contoh model jaringan ventilasi

H. METODOLOGI PENELITIAN

Di dalam melaksanakan penelitian ini, penulis menggabungkan antara

teori dengan data-data lapangan, sehingga dari keduanya diperoleh

pendekatan penyelesaian masalah.

Penelitian ini merupakan penelitian terapan, yaitu penelitian yang

mempunyai alasan praktis yaitu keinginan untuk mengetahui yang bertujuan

untuk dapat melakukan sesuatu yang lebih baik, efektif dan efisien.

Adapun urutan pekerjaan penelitian yaitu:

1. Studi literatur

Studi literatur dilakukan dengan mencari bahan-bahan pustaka yang

menunjang yang diperoleh dari:

a. Instansi terkait

b. Perpustakaan dan brosur-brosur

c. Peta, grafik, tabel-tabel dan spesifikasi alat

2. Penelitian langsung di lapangan

Dilakukan dengan melakukan peninjauan lapangan untuk melakukan

pengamatan langsung terhadap topografi daerah dan data-data penunjang

lainnya.

3. Pengambilan data

Data yang diambil harus akurat dan relevan dengan permasalahan yang

ada. Cara pengambilan data dilakukan dengan pengamatan langsung di

lapangan dan juga data-data yang diambil dari literatur yang berhubungan

dengan permasalahan yang ada.

4. Pengolahan data

Dilakukan dengan melakukan beberapa perhitungan dan penggambaran,

selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel, grafik atau rangkaian

perhitungan pada penyelesaian dalam suatu proses tertentu.

5. Analisis hasil pengolahan data

Dilakukan dengan tujuan untuk untuk memperoleh kesimpulan sementara.

Selanjutnya kesimpulan sementara ini akan diolah lebih lanjut pada bagian

pembahasan.

6. Kesimpulan

Diperoleh setelah dilakukan korelasi antara hasil pengolahan dengan

permasalahan yang diteliti. Kesimpulan ini merupakan hasil akhir dari

semua masalah yang dibahas.

I. SISTEMATIKA PENULISAN

Adapun sistematika penulisan dari tugas akhir ini adalah:

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini merupakan pengenalan dari tugas akhir ini, yang berisikan

latar belakang, identifikasi masalah, batasan masalah, perumusan masalah,

tujuan penelitian dan manfaat penelitian,sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Bab ini berisikan teori – teori yang relevan dengan isi tulisan yang

nantinya akan membantu dalam pengolahan data dan analisis data.

BAB III METODE PENELITIAN

Metode penelitian ini merupakan langkah-langkah yang dilakukan

dalam menyelesaikan penelitian ini.

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Melakukan pengumpulan dan pengolahan data yang terdiri dari data

primer dan data sekunder. Data yang dikumpulkan adalah data yang

berkenaan dengan perumusan masalah. Data ini nantinya digunakan dalam

melakukan perhitungan dan pengolahan data untuk mencapai tujuan

penelitian.

BAB V HASIL PENGOLAHAN DATA

Bab ini membahas analisa terhadap hasil yang diperoleh dari

pengolahan data, sehingga dari pengolahan data dapat dicapai pemecahan

masalah.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini merupakan bagian terakhir dari penulisan tugas akhir yang

memuat kesimpulan yang diambil setelah melakukan pengumpulan dan

pengolahan data. Juga diusulkan saran yang mungkin bermanfaat sesuai

dengan tujuan penelitian.

J. JADWAL PELAKSANAAN

Rencana jadwal pelaksanaan kegiatan dalam penyusunan skripsi ini

dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 3. Rencana Kegiatan

K. DIAGRAM ALIR

“PERENCANAAN VENTILASI TAMBANG BAWAH TANAH

MENGGUNAKAN SOFTWARE KAZEMARU DI PT.TAHITI COAL”

SURVEY LAPANGAN

Pengambilan data primer di lapangan:

(Dimensi lorong tambang, Velocity, tekanan, kelembapan

dan temperatur udara)

Studi literature dan Pengambilan data sekunder

( layout tambang bawah tanah, data jam kerja dan karyawan,

bentuk penampang lubang

Input data ke program (Kazemaru)

Model jaringan ventilasi( Kazemaru)

Hasil, kesimpulan dan saran

L. DAFTAR PUSTAKA

Ari Febrianda Bafnis. 2010. “Analisis Sistem Ventilasi Tambang untuk Kebutuhan Operasional Penambangan Pada Tambang Bawah Tanah Ombilin 1 (Sawahluwung) PT. Bukit Asam – UPO”, Tugas Akhir. Padang : Universitas Negeri Padang

Heriadi, Bambang. (2013), “Panduan Tugas Akhir”, Jurusan Teknik Pertambangan, Universitas Negeri Padang

Heriyadi, Bambang. 2002. “Peranginan (Ventilasi Tambang)”, Balai Pendidikan dan Pelatihan Tambang Bawah Tanah

Niko Ahmad Yunadi. 2008. “Pengukuran Resistansi pada Saluran Udara dan Analisis Jaringan Sistem Ventilasi Tambang Ciurug Ubpe Pongkor, PT. Aneka Tambang tbk Menggunakan Perangkat Lunak Kazemaru”, Tugas Akhir. Bandung : Institut Teknologi Bandung

Widodo, Nurhindro Priagung. 2014. “Mine Ventilation-Introduction”, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan : Institut Teknologi Bandung

Widodo, Nurhindro Priagung. 2014. “Mine Gases”, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan : Institut Teknologi Bandung

Widodo, Nurhindro Priagung. 2014. “Mine Ventilation Network Analysis”, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan : Institut Teknologi Bandung

Widodo, Nurhindro Priagung. 2014. “Mine Fan General”, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan : Institut Teknologi Bandung