PENGENDALIAN KUALITAS UDARA TAMBANG

• Pengendalian gas-gas pengotor

• Pengendalian debu

1. Kandungan oksigen dalam udara

Udara normal O2 = 21 %

Udara layak O2 > 19.5 %

Pengurangan O2 :

- peristiwa oksidasi

- pembakaran pada mesin bakar

- pernapasan manusia

- ketinggian yang makin tinggi

Pengaruh fisiologi pada Manusia

% kandungan Pengaruh

oksigen di udara  

17 Laju Pernapasan meningkat

15 Terasa pusing, suara mendesing ditelinga

  dan detak jantung cepat

13 Kehilangan kesadaran jika lama terekspos

9 Pucat dan jatuh pingsan

7 Sangat membahayakan kehidupan

6 Kejang dan kematian

2. Perhitungan keutuhan udara segar

Manusia bernafas hirup O2 bereaksi + hemoglobinoksihemoglobin mendukung kehidupan CO2

Jenis kegiatan manusia :• Dalam keadaan istirahat• Melakukan kerja yang moderat/sedang, seperti

kerja kantor• Melakukan kegiatan kerja keras, seperti olah

raga atau kerja di tambang.

Kebutuhan O2 berlainan jumlahnya dalam 1 kali pernapasan yaitu menghirup udara segar dan menghembuskan udara hasil pernapasan.

Laju pernapasan/menit → banyaknya udara yang dihirup dan dihembuskan persatu menit.

Makin keras kerja yang dilakukan > angka laju pernapasan.

Nisbah pernapasan (respiratory quotient) → nisbah antara jumlah CO2 yang dihembuskan terhadap jumlah O2 yang dihirup pada suatu proses pernapasan

CO2 yang dihembuskan = O2 yang dihirup

Kebutuhan Udara Pernapasan (Hartman, 1982)

Kegiatan kerja Laju pernapasan Udara terhirup

Udara terhirup

Konsumsi O2

Nisbah pernapasan

  permenittiap

pernapasan permenit cfm  

    in3 (103m3) 10-4m3/det) (10-5m3/det)  

istirahat 12 - 18 23 - 43 300 - 800 0.01 0.75

    (377 - 705) (0.82 - 2.18) .(0.47)  

Kerja moderat/ 30 90 - 120 2800 - 3600 0.07 0.9

kerja sedang   (1476 - 1968) (7.64 - 9.83) .(3.37)  

Kerja keras 40 150 6000 0.1 1

    .(2460) .(16.47) .(4.7)  

Cara perhitungan menentukan jumlah kebutuhan udara perorang

1. Atas dasar kebutuhan O2min, 19.5 % vol

O2masuk - O2terkonsumsi = O2min kealiran udara pernapasan

jumlah udara yang dibutuhkan = Q cfm

= m3/det

2. Atas dasar kebutuhan CO2maks, 0.5 % vol

CO2 normal = 0.03 %

CO2masuk + CO2dihasilkan = CO2maks kealiran udara pernapasan

3. Sifat dan perilaku udaraUdara → campuran gas-gas dan uap yang menyusun

atmosfer alamiah pada permukaan bumi.Secara thermodynamika, udara diartikan sebagai

campuran udara kering dan uap air.Udara kering tidak ada diatmosfir normal, hanya

merupakan hipotesis yang diasumsikan dalam pengendalian kualitas (digunakan untuk perhitungan psikrometri)

Dalam perhitungan ventilasi tambang, udara segar normal terdiri dari :- Oksigen = 21 %- Nitrogen = 79 %- Karbon dioksida = 0.03%

Udara jenuh → udara yang terdiri dari semua uap air yang mungkin dalam kondisi temperatur dan tekanan yang ada.

Berdasarkan sifat kimianya udara:- Tidak berwarna- Tidak berbau- Tidak berasa- Mendukung proses pembakaran- Mendukung proses kehidupan

Kompoisisi udara kering pada permukaan laut (Bolz &Tuve, 1973)

Gas Persen vol Persen berat

Nitrogen (N2) 18.09 75.55

Oksigen (O2) 20.95 23.13

Karbon dioksida (CO2) 0.03 0.05

Argon (Ar) 0.03 1.27

Sifat kimia udara, penting untuk pengendalian kualitas

Sifat fisika (fluida), penting untuk menentukan kuantitas udara

Sifat psikrometri berhubungan dengan sifat thermodinamika udara dan campuran uap air.

Hal ini penting untuk mengendalikan temperatur- kelembaban.

4. faktor-faktor yang menaikan temperatur dalam tambang :

a) Gradient geometris: temp naik 3oC bila turun 100 m (untuk Indonesia)

b) Kompresi udara di dalam (down cast shaft)c) Gesekan antara aliran udara dengan dinding/

permukaan batuand) Panas yang berasal dari mesin-mesin listrik,

diesel dan pipa-pipa ventilasie) Panas dari tubuh manusiaf) Panas dari peledakan atau dari lapisan batuang) Panas yang berasal dari oksidasi mineral

5. Jumlah udara segar yang diperlukan didalam tambang bawah tanah

a) Udara segar yang diperlukan manusia yang bekerja di bawah tanah, tingkat yang paling aman 200 cfm/orang

b) Udara segar yang diperlukan untuk menyingkirkan gas-gas yang berbahaya dari peledakan. Perlu kecepatan aliran udara 30 ft/menit.

c) Udara segar yang diperlukan untuk mengencerkan(dilution) gas-gas dari mesin diesel. 75 – 100 cfm untuk tiap HP mesin diesel

d) Udara segar yang diperlukan untuk mengurangi temperatur ditempat kerja →tempat kerja nyaman→memperbesar effisiensi kerja.

e) Udara segar diperlukan untuk menyingkirkan dan mengencerkan gas-gas pengotor yang berasal dari lapisan batuan.

Jumlah udara segar tergantung dari konsentrasi dan komposisi gas yang ditemukan

Q = jumlah udara segar yang diperlukan, cfm

Qg = besarnya aliran gas pengotor yang masuk ke jaringan ventilasi, cfmMAC = konsentrasi gas yang diperkenankan,%B = konsentrasi gas di dalam udara yang masuk ke jaringan ventilasi (intake), %

QBMAC

QQ g

)(