SURVEI VENTILASI TAMBANG

1. PENDAHULUAN1.1 Dasar TeoriSejarah Ventilasi 1. 4000-1000 sebelum masehi penambang di eropa menggali terowongan untuk mencari flint (batu api)2. 600 SM, tambang perak laurium di Yunani telah memiliki layout tambang yang menunjukkan mereka telah sadar akan pentingnya menghubungkn jalur-jalur terowongan 3. 1556 buku yang membahas mengenai tambang oleh Agricola De re Metalica4. 1812 ditemukan lampu keselamatan Davy oleh Sir Humprey Davy di Inggris 5. 1854 On the Theory of the ventilation on the mine oleh John Job Atkinson England Institute of Mining Engineer 6. 1930 Kipas angin centrifugal pertama di kenalkan secara umum 7. 1943 Prof Baden Hinsley understanding of behaviour of airflow by a thermodynamic and computer practice2.1 FUNGSI VENTILASI Fungsi dari ventilaasi tambang yaitu :1. Menyediakan oksigen bagi pernapasan manusia. 2. Mengencerkan gas gas berbahaya dan beracun yang ada di dalam tambang, sehingga tidak membahayakan bagi para pekerja tambang.3. Menurunkan temperatur udara tambang, sehingga dapat dicapai lingkungan kerja yang nyaman.4. Mengurangi konsentrasi debu yang timbul akibat kegiatan produksi yang dilakukan di dalam tambang.

A. Pengendalian Terhadap Kualitas Dan Kuantitas Udara Tambang1. Pengendalian kualitas 1. Menjaga kualitas udara tambang agar sesuai dengan peraturan 2. Gas 3. Debu 4. Temperatur & Kelembaban 2. Pengendalian kuantitas Mengatur jumlah udara yang mengalir ke dalam tambang, dan areayang diinginkan sehingga mencukupi kebutuhan.

B. Pengelompokan Jenis-Jenis Ventilasi Tambang1. Berdasarkan Daya Pembangkit :1. Ventilasi Alami 2. Ventilasi Mekanis 2. Berdasarkan Tekanan Mesin :1. Ventilasi Tiup (Forcing) 2. Ventilasi Hisap (Exhaust) 3. Berdasarkan Letak Intake & Outake :1. Terpusat 2. Diagonal

C. Pengukuran VentilasiPengukuran ventilasi dilakukan untuk memeriksa dan mengetahui apakah kondisi udara tambang telah cukup. Sehingga dapat diketahui kesalahan dan dapat segera diperbaiki, pengukuran ventilasi melliputi :1. Pengukuran Kuantitas Udara 2. Pengukuran Kecepatan Aliran Udara 3. Pengukuran Luas Penampang Jalur Udara 4. Pengukuran Temperatur Udara 5. Pengukuran Tekanan Udara D. Pengontrolan VentilasiAgar pengaturan udara berjalan efektif, maka diperlukan berbagai peralatan atau fasilitas pengontrol pada jalur udara tambang meliputi :1. Stopping (Penutup)- Temporary Stoping - Permanent Stoping 2. Pintu Angin ( Doors ) 3. Regulator (Pintu Pengatur) 4. Jembatan udara ( Overcast atau Crossing )

E. Standar Ventilasi Tambang Di Indonesia a. KEPMEN PU 555.K/26/M.PE/1995b. Tentang c. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pertambangan Umum d. Kandungan Oksigen 19,5% e. Kandungan CO 0,005 % f. Kandungan CO2 0,5%g. Temperatur h. 18-240C i. Kecepatan Udara 7m/min j. Kebutuhan udara / pekerja 2 m/menit ditambah 3 m/menit untuk 1 hp mesin diesel.

F. Kebutuhan udara dalam tambang1. Jumlah udara 0,1 m3/detik per orang 2. Kecepatan udara minimum untuk mengendalikan kualitas udara 0,3 m / detik 3. Kecepatan minimum pada permuka kerja pada tambang yang berbahaya gas adalah 0,76-1,52 m / detik 4. Kecepatan udara minimum untuk mengendalikan temperatur efektif dan kelembaban sebesar 0,5 2,5 m / detik.5. Kecepatan udara minimum pada front kerja pembuatan lubang bukaan 0,3 m/ detik.Gas Gas Pada Tambang Bawah Tanah :1. Methan (CH4) 2. Karbondioksida (CO2) 3. Karbon Monoksida (CO) 4. Hidrogen Sulfida (H2S) 5. Sulfur Dioksida (SO2) 6. Nitrogen Oksida (NOX)7. Nitrogen Oksida (NOX)

Tabel Gas gas pada tambang bawah tanahNamaSimbolBeratJenis(Udara 1)Sifat fisikPengaruhSumberMax. Allowable Conc. (%)Fatal Point

OksigenO21,106tidak berbau, tidakberwarna, tidak adarasatidak beracunudara normal20,0 (minimum)6

NitrogenN20,967tidak berbau, tidakberwarna, tidak berasamenyesakkan napasudara normal, lapisan80,0-

KarbonDioksidaCO21,529tidak berbau, tidakberwarna,terasa agak asammenyesakkan napaspernapasan, lapisan,pembakaran0,518

KarbonMonoksidaCO0,967tidak berbau, tidakberwarna, tidak adarasaracun,dapat meledakpeledakan, motorBakar,pembakaranidak sempurna0,0050,03(12,74explosive)

HidrogensulfidaH2S1,191bau telur busuk, tidakberwarna, terasa asamracun,dapat meledaklapisan airtanah0,0010, 1(4, 46explosive)

MetanaCH40,555tidak berbau, tidakberwarna, tidakada rasadapat meledak,menyesakkan napaslapisan batubara1,0(5 15)explosive

NitrogenDioksidaNO21,590bau mangganggu, warnamerah coklat, terasaahitracunpeledakan, motorBakar, pembakarantidak sempurna0,00050,005

SulfurDioksidaSO21,191bau mangganggu, tidakberwarna, rasa asamracunoksidasi sulfida,motor bakar0,00050, 1

RadonRn7,665tidak berbau, tidakberwarna, tidak adarasaradioaktiflapisan--

G. Perancangan Ventilasi.Prosedur Rancangan :1. Buat struktur utama dari rencana jalan utama, arah aliran, lokasi kipas angin dll 2. Buat struktur pembantu, yang mendukung sistem utama 3. Gambarkan skema sistem ventilasi dan jaringannya, gabungkan jalur udara kedalam jaringan.4. Hitung kebutuhan udara di tempat kerja untuk menjamin kecukupan ventilasi. Perhitungkan juga terhadap kebocoran.5. Distribusikan kuantitas udara dan hitung kebutuhan jalur udara masuk dan kebutuhan udara tambang.6. Hitung head loss berdasarkan kuantitas dari setiap jalur udara dari sistem ventilasi.7. Tentukan head loss yang melalui split, ganti dengan sirkuit yang sama, dan tentukan kebutuhan untuk mengatur dari tiap cabang dan mine static head8. Hitung mine velocity head dari saluran udara keluar sistem ventilasi. Untuk exhaust system, hal ini tergantung dari pemilihan kipas angin.9. Jumlahkan mine static head dan velocity head untuk mencari mine total head dan Pilih jenis kipas angin berdasarkan kondisi yang ada. H. Perbedaan Temperatur

Perbedaan tinggi portal udara masuk dan udara buang Perbedaan temperatur jalan udara masuk dan jalan udara buang Perbedaan temperatur di dalam dan di luar tambang bawah tanah Komposisi udara di dalam tambang bawah tanah Tekanan atmosfir Contoh soal :Berapakah tekanan ventilasi alam, apabila perbedaan tinggi portal udara masuk dan udara buang (L) 200m, temperatur di luar tambang bawah tanah (ta) 10C dan temperatur di dalam tambang bawah tanah (t) 25C?H= 4,17 / 1000 x 200 x (250-100 ) = 12,5 mmaq

I. Ventilasi MekanisVentilasi mekanis adalah metode yang menciptakan perbedaan tekanan baik positif ataupun negatif di pintu udara masuk atau keluar. Ventilasi Utama :1. Axial Flow fan 2. Radial Flow Fan (Sentrifugal) Ventilasi Bantu :1. Ventilasi Saluran Udara :1. Simple Forcing 2. Simple Exhaust 3. Overlap System 2. Ventilasi Bratice 3. Ventilasi Injection / Static Air Mover

Tabel Alat Ukur Kecepatan AnginALATKECEPATAN (m/s)AKURASI

SMOKE TUBE 0,1 0,6 (RENDAH) 70 - 80%

VANE ANEMOMETER 0,76 10,16 (menengah -tinggi) 80 - 90%

10,16 50,8 (sangat tinggi)

VELOMETER 0,15 15,24 (rendah tinggi) multirange 3% dibawah skala terbaca

THERMOANEMOMETER 0,0508 2,54(rendah menengah) 80 95%

Thermometer

HOT WIRE 0,0508 1,52 90 95%

0,508 15,24 (rendah tinggi) multirange

KATA THERMOMETER 0,508 7,62 (menengah tinggi) 70 90%

PITOT TUBE 3,8 50,8 (tinggi) 90 -98%

Peralatan Ventilasi Tambang Bawah TanahDalam tambang bawah tanah, ventilasi merupakan hal yang sangat penting dalam pendukung semua kegiatan pertambangan bawah tanah yang dapat dibilang minim udara bersih. Dalam pembuatan ventilasi tambang bawah tanah ini maka harus didukung oleh peralatan-peralatan yang dapat digunakan, agar tercipta supply udara yang baik serta cukup dalam suatu tambang bawah tanah.Adapun peralatan ventilasi tambang bawah tanah yang sering digunakan antara lain :a. Mine Fan

Gambar Mine Fan

Mine fan digunakan untuk menyuplai udara dari luar tambang bawah tanah ke dalam tambang bawah tanah dengan kecepatan tertentu serta debit udara tertentu sesuai dari kecepatan udara yang disuplai serta besar duct yang digunakan nantinya.Mine fan mempunyai dua fungsi, yaitu dapat berfungsi sebagai menyuplai udara masuk atau dapat disebut bagian fan blower dan dapat berfungsi menghisap udara keluar (seperti gas-gas beracun dan berbahaya) yang disebut bagian exhaust fan).

b. PVC reinforced spiral ventilation mining duct

GambarPVC reinforced spiral ventilation mining ductPVC reinforced spiral ventilation mining duct digunakan sebagai penghantar supply udara dari mine fan ke bagian dalam tambang bawah tanah, dengan panjang tertentu sesuai dengan penggunaannya pada lokasi yang dilakukannya penambangan. Semakin panjang mine duct, maka mine fan yang dipakai juga harus disesuaikan agar mendapatkan kecepatan udara yang optimal dan debit udara yang besar nantinya.

Gambar Pemasangan Mine Fan terhadap Mine Ductc. Anemometer

Gambar AnemometerAnemometer digunakan untuk menghitung kecepatan angin yang dihasilkan mine fan pada jalur mine duct. Semakin cepat aliran udara yang dihasilkan maka akan semakin besar debit udara yang akan tersuplai pada lokasi tambang bawah tanah tersebut.d. Sling Psychrometer

Gambar Sling Psychrometer

Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban udara dalam ruang terbuka. sling psychrometer terdiri dari dua buah thermometer air raksa yang bertujuan untuk mengukur temperatur cembung kering (dry bulb) dan cembung basah (wet bulb). Pada prinsipnya temperatur cembung kering adalah ukuran panas sensible di atmosfir. Untuk kondisi jenuh, penguapan tidak terjadi dan temperatur cembung basah dan kering akan sama. Bila kondisi tidak jenuh, air akan menguap dari permukaan thermometer cembungbasah dengan laju tertentu yang sebenarnya berbanding terbalik dengan tekanan uap dari uap air yang berada di udara. Penguapan akan mendinginkan ujung thermometer dan temperatur akan turun.Sistem ventilasi dibagi menjadi 3 (tga) berdasarkan penggunaanfannya, yaitu :1. SistemforcingSistem ini akan memberikan hembusan udara bertekanan positif kefrontkerja. Tekanan positif berarti aliran udara ini mempunyai tekanan lebih besar dibandingkan udara di atmosfer. Udara dialirkan melalui pipa dimana saluran ventilasi ini menghubungkanfandenganfrontkerja sebagaimana terlihat pada gambar. Dalam sistem ini, dihembuskan udara bersih kefront.

Gambar Ventilasi SistemForcing2) SistemexhaustingSistem ini akan memberikan hembusan udara yang berkebalikan dengan sistemforcing, yaitu bertekanan negatif kefrontkerja. Tekanan negatif yang dimaksud disini adalah tekanan yang dihasilkan oleh proses penghisapan udara. Pada sistemexhausting,fandiletakkan dekat denganfrontkerja, sehingga dapat memudahkan kerjanya dalam menghisap udara darifrontkerja tersebut. Udara yang dihisap adalah udara kotor atau gas yang tak diinginkan.

Gambar Ventilasi SistemExhausting3. SistemoverlapSistem inimerupakan gabungan dari sistemexhaustingdanforcing. Berbeda dengan kedua sistem diatas, sistem ini menggunakan 2fanyang memiliki tugas berbeda satu sama lain.Adafanyang bertugas menyuplai udara kefront(intake fan), adanfanyang bertugas untuk menghisap udara darifront(exhausting fan). Tetapiexhaust fandipasang lebih mundur (lebih jauh) darifrontpenambangan. Sedangkanductakhir dariintake fandipasang lebih dekat denganfrontpenambangan. Hal ini untuk mencegah agar udara yang disuplai langsung dihisap olehexhaust fansehingga udara akan memiliki waktu untuk bersirkulasi padafrontpenambangan.

Gambar Ventilasi SistemOverlapUntuk menghasilkan sistem ventilasi yang mampu bersikulasi, ada beberapa parameter yang perlu diperhatikan yaitu :a. Kebutuhan udara padafronttambang bawah tanah sebesar 3 m3/menit untuk setiap hp mesin dan 1 m3/menit untuk setiap pekerja. Tekanan udara akan berbanding terbalik terhadap luas permukaan saluran tersebut, dinyatakan dengan rumus :

b. Head loss, yaitu kehilangan debit udara yang menyebabkan penurunan efisiensi yang terjadi karena dari sistem ventilasi tersebut.Head lossterjadi karena adanya aliran udara akibat kecepatan (Hv), gesekan (Hf), dan tikungan saluran / perubahan ukuran saluran (Hx).Head lossterbesar terjadi apabila ada arus yang dibelokkan dengan sudut tajam. Grafik di bawah ini menunjukkan penurunan efisiensi (head loss) debit ventilasi karena tikungan 90 derajat (dipengaruhi oleh diamaterflexible / rigidfaktorduct) dan sudut tikungan.

Chart shock loss factoruntuk tikungan 90,cross sectionlingkaran