Post on 07-Aug-2018
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
1/27
Rizal Fahmi, ST
Kuliah 2
ACC. DR. T. Andika Rama Putra
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
2/27
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
3/27
Hubungan antara Efisiensi Kerja dan
Temperatur Efektif
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
4/27
Reaksi Fisiologis Terhadap Panas
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
5/27
Grafik Temperatur Efektif
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
6/27
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
7/27
4. Sensible Heat Flow
Panas dari dinding batuan yang ditransfer kedalam aliran ventilasiPada lubang bukaan.
5. Panas Dari Peledakan (Blasting)
Panas peledakan merupakan panas singkat yang akibatnya bisa
membuat lingkungan udara di front kerja menjadi relatif lebih panasdari 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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
8/27
7. Oksidasi
Panas yang timbul karena terjadinya proses oksidasi didalamtambang 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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
9/27
Potensi Panas Dari Berbagai Jenis Bahan Peladak
Bahan Peledak Btu/lb Q(kJ/kg)
Q(kal/gram)
Nitroglycerin60 % Straight Dynamite40 % Straight Dynamite
100 % Straight Gelatin75 % Straight Gelatin40 % Straight Gelatin75 % Amonia Gelatin
40 % Amonia GelatinSemi Gelatin
AN-I-o 94.5/5.5 AN-FO 94.3/5.7
AN-AL-Water
255517811673
5219206914751781
1439169116011668
1979-2159
594341433891
5859481234314142
3347393337243880
4603-5022
1420990930
14001150820990
800940890927
1100-1200
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
10/27
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 danekonomis.
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
11/27
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 padalubang bawah tanah yang jumlah pancaran gasnya banyak, angka iniumumnya 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).
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
12/27
Jumlah pancaran gas methan pada tambang batu barabawah 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)
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
13/27
Contoh Uji Swabakar dan Ledakan Gas
Methan Di Laboratorium
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
14/27
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 ventilasibantu (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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
15/27
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
16/27
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
17/27
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, swabakardan 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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
18/27
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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
19/27
Ventilasi Alami
Setiap kenaikan atau penurunan temperatur sebesar 1oC, semua jenisgas 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.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
20/27
Kondisi Ventilasi Alami
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
21/27
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
22/27
Ventilasi Mekanis
Metode yang menggunakan fan/kipas angin untuk melakukan ventilasiadalah 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 anginditempatkan di mulut tambang/pit (outtake), membangkitkan tekanan
lebih rendah (tekanan negatif) dari pada tekanan atmosfir, untuk
mengisap udara keluar dari tambang bawah tanah/pit.
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
23/27
Ventilasi Bantu (Auxiliary Ventilation)
Ventilasi bantu dapat dibagi menjadi 4yaitu :
1. Sistem Hembus (Forcing System)
2. Sistem Hisap (Exhausting System
3. Sistem Hembus Overlap (Forcing Overlap System)
4. Sistem Hisap Overlap (Exhausting Overlap System)
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
24/27
Teori Ventilasi
1. Tahanan Ventilasi
Koefisien Gesek Tiap Jenis Terowongan
Jenis terowongan Besar Kecil Rata-Rata
Tipe busurLapis batu bataLapis betonSteels sets
0,00072 0,00030 0,000550,000690,00140
Terowongantelanjang
BiasaBanyak tonjolan
0,00130 0,00037 0,000810,00207
Penyangga kayu BiasaTidak beraturan
0,00237 0,00087 0,001660,00414
Permuka kerja 0,00264Seluruh Pit 0,00424 0,00154 0,00222
Vertical shaft 0,00240 0,00020 0,00130
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
25/27
2. Tahanan Belokan
Contoh Gesekan Pada Bagian Belokan Terowongan
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
26/27
Daya Ventilasi
Daya teoritis yang diperlukan untuk mengatasi tahanan tersebutdinamakan 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
8/20/2019 Ventilasi Udara Kuliah 2
27/27
Mobile : 0857-8860-5194
facebook.com/Rizal ElFahmi
Email: fahmipembebasan@gmail com