Embed Size (px)
Citation preview
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
