BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada tambang bawah tanah atau underground mining, kenyamanan dan

keselamatan kerja para pekerja tambang sangat diutamakan. Terutama karena

kondisi kerja pada tambang bawah tanah sangat jauh lebih berbahaya apabila

dibandingkan dengan penambangan open pit. Salah satu aspek yang paling

penting bagi kenyamanan para pekerja tambang adalah pemasukan aliran udara.

Udara pada aliran bawah tanah bukan merupakan tipe udara yang mengalir

karena tidak ada perbedaan tekanan, artinya, udara di dalam butuh waktu lama

untuk mencari perbedaaan tekanan yang mungkin timbul dari lubang shaft, atau

mulut terowongan.

Ventilasi tambang sendiri jika dihubungkan dengan K3 (Kesehatan dan

Keselamatan Kerja), sangatlah erat hubungannya, para pekerja tambang

terutama tambang bawah tanah yang biasanya akan menyebabkan ledakan dan

kematian akibat baik itu dari gas-gas maupun udara apa saja yang dapat

membahayakan nyawa dari para pekerja. Oleh karena itu ventilasi sangatlah

penting dan berperan utama dalam bukaan tambang bawah tanah. Oleh karena

itu diperlukan sebuah sistem ventilasi yang mampu mengatur udara tersebut

agar udara dalam tambang dapat mengalir, sehingga udara bersih dapat masuk

kedalam tambang bawah tanah tersebut.

1.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud

Maksud dari pembuatan laporan ini adalah untuk mengetahui nilai apa

saja yang di dapat pada pelaksanaan simulasi ventilasi tambang, dengan

prosedur yang telah ditentukan.

1.2.2 Tujuan

Pengukuran ventilasi yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk :

a. Mengetahui pengaruh pengaturan udara terhadap kelembaban relatif.

b. Mengetahui pengaruh percabangan terhadap kondisi aliran udara.

c. Mengetahui pengaruh belokan terhadap aliran udara.

d. Mengetahui pola aliran udara pada titik pengamatan.

e. Mengetahui pengaruh penambahan booster (auxiliary fan) pada

kondisi udara.

f. Mengetahui pengaruh pemakaian regulator.

1.3 Ruang Lingkup Masalah

a. Pengendalian kualitas udara segar.

b. Pengendalian kuantitas udara segar yang diperlukan pekerja.

c. Pengaturan suhu dan kelembaban udara untuk menciptakan lingkungan

kerja yang nyaman.

1.4 Metoda Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan pendekatan

deskriptif yaitu dengan cara pengamatan dan pengolahan, kemudian dianalisa,

dibandingkan dan dihitung secara teoritis sehingga diperoleh hasil yang

diinginkan. Adapun tahap-tahap penelitian yang digunakan adalah sebagai

berikut :

1. Tahap Persiapan

Pada tahapan ini dilakukan persiapan meliputi pengkajian literatur, berupa

pengertian dasar secara teoritis serta prosedur percobaan yang akan dilakukan

pada penelitian ini.

2. Data Primer : Pengambilan data langsung

a. Observasi Lapangan berupa pengamatan serta pengambilan data.

b. Analisis Data merupakan lanjutan dari tahapan pengambilan data yang

mempelajari dan mengkaji ulang hasil dari pengukuran.

3. Data Sekunder :

Selanjutnya diperlukan penelitian dengan mempelajari beberapa literatur,

kemudian mengambil pokok - pokok yang berhubungan dengan kegiatan

praktikum yang dapat menunjang hasil dari praktikum ventilasi tersebut,

kemudian dikembangkan menjadi sebuah laporan

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika laporan akhir Ventilasi adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas mengenai latar belakang,maksud dan tujuan,dan

peralatan yang di gunakan dalam praktikum ventilasi , serta sistematika

penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini membahas secara umum mengenai ventilasi, alat yang digunakan

pada sistem ventilasi, dan data yang di amati pada sistem ventilasi

tersebut, seperti, kelembaban relatif,serata kondisi aliran udara dalam

melakukan praktikum Ventilasi.

BAB III PROSEDUR DAN HASIL PENGUKURAN

Bab ini membahas tentang prosedur percobaan, serta data pengukuran

yang di dapat dalam melakukan praktikum Ventilasi.

BAB IV PEMBAHASAN

Bab ini mengulas tentang pembuatan grafik dan juga berisikan

pembahasan dari hasil pengolahan data berupa tabel hasil pengolahan

BAB V ANALISA

Bab ini berisi grafik-grafik yang telah di buat berdasarkan hasil

pengamatan berserta analisa dari grafik yang dibentuk.

BAB VI KESIMPULAN

Memberikan masukan dan menarik suatu kesimpulan berdasarkan Hasil

yang di dapat selama menjalangkan praktikum ventilasi.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Dasar

2.1.1 Pengertian Ventilasi

Ventilasi mempunyai prinsip yaitu pengendalian pergerakan udara,

banyaknya dan arah. Mine Ventilation (Ventilasi Tambang) berarti mengangkut

keluar udara kotor (Injure Air) dan menggantinya dengan udara segar (Fresh Air).

Ventilasi tambang ini sendiri bertujuan tujuan antara lain, menyediakan dan

mengalirkan udara segar ke dalam tambang untuk memenuhi kebutuhan O2 para

pekerja dan segala proses yang memerlukan O2, melarutkan dan membawa

keluar gas-gas pengotor dari dalam tambang sampai tercapai keadaan

kandungan udara yang memenuhi syarat-syarat bagi pernapasan, menyingkirkan

debu agar menciptakan kondisi yang nyaman, mengatur suhu dan kelembaban

udara tambang bawah tanah hingga diperoleh suasana / lingkungan kerja yang

nyaman.

Sumber : boedywidy.blogspot.comFoto 2.1

Ventilasi Tambang Bawah Tanah

Tentu saja kegunaan ventilasi di dunia pertambangan bukan hanya untuk

mengatur aliran udara saja, tetapi dapat juga digunakan untuk mengangkat debu

dan mengalirkan gas-gas berbahaya yang dapat mengganggu kenyamanan

kegiatan penambangan, selain itu ventilasi juga dapat mengatur suhu pada

setiap sektor tambang sehingga tidak terlalu panas, ataupun tidak terlalu dingin.

Di akhir pembuatan laporan ini diharap kita dapat mengetahui pola ventilasi yang

cukup baik untuk diaplikasikan pada kegiatan penambangan bawah tanah.

Ada beberapa perusahaan tambang bawah tanah khususya diindonesia

menggunakan system ventilasi yang diantaranya adalah PT.Freeport dan PT.

CSD.Pada perusahaan sebesar PT.Freeport metode ventilasi yang dipakai pada

tambang DOZ/MLA termasuk dalam kategori mechanical accensional method.

Udara bersih dialirkan melalui empat buah lubang masuk (service adit, GRS #34,

M-1, dan FAS), sedangkan udara kotor dikeluarkan melalui tiga buah lubang

(orepass #5, middlehole B, dan borehole #3), borehole #3 dilengkapi dengan

tiga unit kipas isap yang berkapasitas masing-masing sebesar 600 HP.

Dan berdasarkan hasil evaluasi, secara umum kuantitas kebutuhan udara

bersih masih belum mencukupi, baru dipenuhi sekitar 66,75%. Jika ditinjau dari

segi mutu udara, kandungan gas-gas berbahaya masih dibawah nilai ambang

batas, sedangkan kandungan debu dan uap air kemungkinan masih agak tinggi

seperti didaerah Load Haul Dump (LHD).

PT CSD membutuhkan suatu sistem ventilasi yang baik agar kesehatan

dan keselamatan kerja karyawan yang bekerja terjamin. Kualitas udara pada

cross-cut 4 cikoneng cukup panas dan lembab. Kebutuhan udara pada tiap

lombong tidak terpenuhi.Untuk mempelajari masalah ini, dilakukan survei

ventilasi untuk mengetahui kualitas dan kuantitas udara pada terowongan.

Setelah itu, dibuat suatu pemodelan fisik di laboratorium untuk memodelkan

distribusi udara dengan menggunakan cairan merah. Untuk mendukung

penelitian, dibuat suatu permodelan numerik menggunakan perangkat lunak

kazemaru.

Dari hasil analisis menunjukkan bahwa distribusi udara pada tiap lombong

cross- cut 4 tidak merata. Kekurangan debit udara pada tiap lombong tersebut

diakibatkan shockloss dan kebocoran pada saluran udara bersih. Total kerugian

debit udara diperkirakan mencapai 16,3 m3/s.

2.1.2 Kelembapan Relatif

Pengukuran kelembapan relatif ini dilakukan dengan menggunakan

hygrometer dan sling psychrometer atau whriling hygrometer. Dalam percobaan

sebenarnya yang diukur adalah temperatur cembung kering (dry bulb) dan

temperatur cembung basah (wet bulb), sehingga dengan menggunakan

psychrometry card akan diperoleh nilai kelembaban udara.

Pengukuran kelembaban udara dalam ruangan terbuka menggunakan

sling psychrometer. Sling psychrometer terdiri dari dua thermometer air raksa

yang tujuannya untuk mengukur temperatur cembung kering dan basah,

sedangkan untuk saluran udara langsung menggunakan dua thermometer bola

basah dan thermometer bola kering.

Pada prinsipnya temperatur cembung kering adalah ukuran panas

sensible di atmosfir. Untuk kondisi jenuh, penguapan tidak terjadi dan temperatur

cembung basah dengan laju tertentu yang sebenarnya berbanding terbalik

dengan tekanan uap dari uap air yang ada di udara. Penguapan akan

mendinginkan ujung thermometer cembung kering dan temperaturnya akan

turun, begitu sebaliknya.

2.1.3 Kondisi Aliran Udara

Pada dasarnya tujuan dari ventilasi adalah menyalurkan udara yang

cukup kedalam tambang. Panjang jalur yang harus dilalui oleh udara yang

dikirimkan dari permukaan kedalam tambang bawah tanah dapat menyebabkan

proses ventilasi menjadi semakin sulit dan akan memerlukan biaya yang sangat

mahal, khususnya dalam penyediaan atau persiapan infrastruktur dari peralatan

ventilasi tersebut. Pada prinsipnya ventilasi tambang merupakan aplikasi prinsip-

prinsip dinamika fluida udara dalam tambang dan pipa. Meskipun pada dasarnya

udara berupa gas dan merupakan material yang dapat ditekan, namun dalam hal

ini udara dianggap sebagai fluida yang tidak dapat ditekan dan hal ini merupakan

penyerdehanaan dalam perhitungan.

2.1.3.1 Kecepatan Rata-Rata Aliran Udara

Kecepatan aliran udara merupakan parameter yang sering diukur. Hal ini

dilakukan karena kecepatan aliran udara adalah parameter penting untuk

menghitung kuantitas aliran udara, kebutuhan daya fan serta effisiensi fan.

Peralatan yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara di dalam

tambang sangat beragam tergantung kepada besarnya kecepatan aliran.

Kecepatan aliran udara dapat diklasifikasikan, seperti terlihat pada (table 2.1).

Tabel 2.1Klasifikasi Kecepatan Udara

No Kategori Kecepatan Rendah Kecepatan Aliran

1 Rendah < 100 fpm (0,508 m/det)

2 Sedang 100 – 750 fpm (0,508 – 3,81 m/det)

3 Tinggi > 750 fpm (> 3,81 m/det)

Sumber : Modul praktikum ventilasi tambang,Laboratorium Tambang Universitas Islam Bandung th ajaran 1435 H/2013 M

2.1.3.2 Tekanan Udara Rata-Rata

Udara suatu material yang selalu bergerak atau dalam hal ini memiliki

mobilitas yang tinggi, hal ini akan terjadi apabila ada suatu perbedaan tekanan

yang berbeda dari tempat yang satu dengan yang lain. Volume udara yang akan

bergerak persatuan waktu tergantung pada besarnya perbedaan tekanan

tersebut dan pada tekanan yang diberikan oleh lubang atau saluran pipa

terhadap aliran udara tersebut. Bila udara mengalir melalui suatu lubang atau

pipa tekanan yang diperlukan untuk memasukkan (force) atau ditarik (draw)

udara melalui duct tersebut tergantung tidak pada gesekan udara, kekasaran

dinding – dinding samping, sifat udara, rintangan – rintangan yang ada serta

berat jenis udara juga turut mempengaruhi tekanan. Ventilasi udara dalam

tambang merupakan suatu contoh proses aliran udara “steady”, yaitu suatu aliran

yang variable – variable alirannya tidak berubah dengan perubahan waktu.

2.1.3.3 Flowrite (Debit) Dan Pola Aliran Udara

Untuk mengukuir banyaknya udara yang lewat pada saat pengukuran

dapat dihitung rumus :

Q = V x A

Dimana : Q = Jumlah atau debit udara dalam (m3/menit)

V = Kecepatan Aliran Udara (m/menit)

A = Luas Penampang (m2)

Pemilihan titik pengukuran berdasarkan kelainan-kelainan seperti

belokan, penyempitan, perluasan dan sebagainya yang mempengaruhi jalannya

udara tersebut. Pengukuran dari tiap belokan dilakukan pada posisi 3 x

diamater saluran sebelum dan sesudah terjadi kelainan tersebut.

2.2 Pengenalan Alat

2.2.1 Pitot Tube

Pitot tube digunakan untuk mengukur tekanan udara pada aliran udara

berkecepatan tinggi, alat ini juga sering dapat dijumpai pada pesawat terbang.

Pitot tube terdiri dari dua pipa kosentris yang berbentuk L. Pipa bagian dalamnya

memiliki ujung muka yang terbuka sebagai tempat aliran masuk udara.

Sedangkan pipa bagian luarnya tertutup ujungnya, yang pada sekeliling ujungnya

terdapat lubang – lubang kecil tempat aliran udara masuk. Head aliran udara

yang melalui pitot tube diukur oleh manometer yang dihubungkan dengan selang

– selang plastic. Sedangkan data pengukuran yang dapat diambil adalah head

total, head static, serta head velocity.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M

Foto 2.2Pitot Tube

2.2.2 Vane Anemometer

Alat ini digunakan untuk mengukur aliran udara yang berkecepatan

sedang, yang sering digunakan adalah jenis Vane Anemometer yang prinsip

kerjannya ialah udara akan menggerakkan rotor dengan kecepatan proporsional

dan operasi rotasinya dengan counting system, yaitu beroperasi pada waktu

tertentu dengan kecepatan ditentukan dari total revolusi dibagi dengan waktu.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.3

Vane Anemometer

2.2.3 Fan

Fan adalah suatu alat yang mengatur gerakan udara dengan

menggunakan prinsip aerodinamis. Ada tiga macam fan yang dapat digunakan

sebagai system ventilasi, masing-masing axial ran, centrifugal fan dan propeller

fan.

Axial Fan

Pada fan tipe axial, udara mengalir melalui fan secara parallel pada

impeller shaft. Komponen radial dari kecepatannya sama dengan nol.

Impeller dengan baling-balingnya berputar dalam suatu kerangka silinder.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M

Foto 2.4 Fan

Tekanan yang dihasilkan oleh axial fan dipengaruhi oleh diameter

impeller. Sedangkan sebagai penggerak digunakan suatu motor listrik

yang dilengkapi oleh rantai, belt, untuk memutar baling-balingnya.

Centrifugal Fan

centrifugal fan terdiri dari roda putar dengan bentuk gulungan yang

merupakan casing. Roda tersebut dilengkapi dengan sudut-sudut pada

bagian luarnya. Cading merupakan inlet. Outlet membentuk sudut 90°

terhadap inletnya.

Gaya sentrifugal, dihasilkan oleh perputaran udara yang terjebak diantara

sudut-sudut.

Propeller Fan.

Propeller fan adalah bentuk sederhana dari axial fan dan jarang

digunakan pada terowongan besar karena tekanan yang diberikan sangat

kecil. Satu-satunya keuntungan dari propeller fan adalah dapat

menangani sejumlah besar volume udara dengan biaya operasi rendah.

Hal ini diperoleh karena pada tipe ini udara masuk dari setiap arah.

2.2.4 Barometer

Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan

absolute udara disekitar peralatan. Terdapat 2 jenis barometer, yaitu :

Aneroid Barometer, terdiri dari ruang vakum udara dengan diafragma

elastic.

Mercury Barometer, dimana kolom mercury seimbang dengan tekanan

udara.

Sumber : depositphotos.comGambar 2.1Barometer

2.2.5 Duct

Duct adalah sebuah alat berupa jaringan untuk mengalirkan udara,

biasanya duct ini dilengkapi dengan pitot tube, manometer, dan pada ujungnya

terdapat fan, baik itu axial ataupun centrifugal fan.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M

Foto 2.5Duct

2.2.6 Sling Psychometer

Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban udara dalam ruang

terbuka . Sling Psychometer terdirid ari dua buah termometer air raksa yang

tujuannya untuk mengukur temperatur cembung kering (dry bulb) dan temperatur

cembung basah (wey bulb). Pada prinsipnya temperatur cembung kering adalah

ukuran panas sensibel di atmosfir . Untuk kondisi jenuh, penguapan tidak terjadi

dan temperatur cembung basah dan kering akan sama.

Bila kondisi tidak jenuh maka air akan menguap dari termometer

cembung basah dengan laju cembung sebenarnya berbanding terbalik dengan

tekanan uap dari uap air yang berada di udara. Penguapan akan mendinginkan

ujung termometer dan temperatur akan turun

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.6

Sling Psychrometer2.2.7 Manometer

Bentuk manometer sederhana adalah tabung vertical ‘U’ yang diisi

dengan fluida (air) setengahnya, ke dua kaki dari tabung U dihubungkan dengan

titik yang akan diukur perbedaan tekanannya oleh sebuah tabung plastic, setelah

dihubungkan maka cairan akan mengalir ketempat yang lebih rendah. Fungsi

dari manometer sendiri adalah untuk mengatur perbedaan tekanan yang tidak

terlalu besar.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.7

Manometer

2.2.8 Regulator

Alat ini digunakan untuk menghambat aliran udara dalam ventilasi

tambang untuk mengendalikan pergerakan udara arah dan besarnya agar

merata sesuai kebutuhan pada setiap percabangan.

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M

Foto 2.8Beberapa Regulator

2.2.9 Portable Ventilator (Booster)

merupakan alat tambahan yang dipasang didalan atau diujung duct.Terdiri

dari fan yang berfungsi untuk memperbesar tekanan udara .

Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M

Foto 2.9Booster