BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisikan pengumpulan data yang diperlukan dalam penelitian

perencanaan rancangan sistem ventilasi pada tambang bawah tanah PT. Allied

Indo Coal Jaya Sawahlunto, kemudian dilanjutkan dengan pengolahan data.

4.1. Pengumpulan Data

Sebelum melakukan perhitungan terhadap rancangan sistem ventilasi,

terlebih dahulu dilakukan pengumpulan data yang diperlukan dalam penelitian ini

berupa data primer dan data sekunder yang bersumber dari pengamatan langsung

di lapangan dan arsip perusahaan, adapun data-data tersebut berupa :

4.1.1. Data Primer

Jenis data ini merupakan data yang diperoleh secara langsung dari objek

penelitian terutama sistem ventilasi tambang bawah tanah. Data tersebut berupa

pengamatan aplikasi di lokasi penambangan dan pengukuran secara langsung,

data itu berupa; dimensi lubang bukaan, kandungan kadar gas dan pengotor.

A. Dimensi Lubang Bukaan

Metode penggalian lubang bukaan pada tambang bawah tanah PT. AICJ

ada dua cara yaitu : cara manual dan semi mekanis. Untuk penggalian lubang

maju utama saat ini masih menggunakan cara manual yaitu dengan alat beliung

dan diangkut menggunakan lori, untuk rencana lubang bukaan produksi (Tail-gate

& Main-gate) direncanakan menggunakan alat semi mekanis CoalPick dan

material diangkut menggunakan Belt conveyor. Dari hasil pengukuran di lapangan

55

56

diproleh data dimensi lubang bukaan. Hasil pengukuran dimensi lubang bukaan

terlihat pada tabel berikut :

Tabel 4.1Pengukuran Dimensi Lubang Bukaan

No. Kedalaman (m) Lebar atas (m) Lebar bawah (m) Tinggi (m)1 5 3,00 3,60 2,502 10 3,10 3,65 2,703 15 3,30 3,75 2,654 20 3.25 3,75 2,605 25 3,10 3,70 2.656 30 3,15 3,65 2.707 35 3,20 3,70 2,658 40 3,30 3,75 2,609 45 3,00 3,60 2,5510 50 3,30 3,75 2,6511 55 3,25 3,65 2,6512 60 3,10 3,70 2,7013 65 3,15 3,75 2,6014 70 3,35 3,75 2,6515 75 3,20 3,70 2,5516 80 3,30 3,75 2,6017 85 3,30 3,75 2,65

Rata-rata 3,20 3,70 2,62 Sumber : Data pengukuran dan pengamatan penulis

Dari hasil pengamatan terhadap geometri lubang bukaan PT. AICJ, maka

diketahui :

Gambar 4.1 Penampang Lubang Bukaan PT. AICJ

Lebar atas rata-rata = 3,20 m

Lebar bawah rata-rata = 3,70 m

Tinggi lubang bukaan rata-rata = 2,62 m

57

B. Kandungan Kadar Gas dan Pengotor

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran terhadap kandungan kadar gas

pengotor dengan menggunakan alat Gas Protector di lubang bukaan (tunnel I)

dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut :

Tabel 4.2Hasil Pengukuran Kandungan Kadar Gas dan Pengotor

Lokasi CO H2S O2 CH4

Pagi(%)

Siang(%)

Pagi(%)

Siang(%)

Pagi(%)

Siang(%)

Pagi(%)

Siang(%)

Tunnel I 0 0 0 0 20,9 20,8 0,0 0,0

Cross Cut I 0 0 0 0 20,7 20,6 0,0 0,0

Cross Cut II 0 0 0 0 20,7 20,8 0,0 0,0

Tunnel II 0 0 0 0 20,9 20,7 0,0 0,0

Main Fan 0 0 0 0 20,8 20,9 0,0 0,0

Sumber : pengukuran Pengamatan, 2014

Dari hasil pengukuran kandungan kadar gas dan pengotor di atas, maka

dapat diketahui bahwa kandungan kadar gas dan pengotor pada lubang bukaan

PT. AICJ dapat digolongkan dalam keadaan normal.

Gambar 4.2 Gas Detector

58

4.1.2. Data Sekunder

Data Sekunder merupakan data yang telah ada di perusahaan, bersumber

dari arsip dan literatur yang menyangkut kajian penelitian berupa : peta rencana

penambangan, tenaga kerja, peralatan penunjang penambangan, software

kazemaru.

A. Rencana Penambangan

Penambangan batubara direncanakan akan dimulai dari lapisan batubara

B1. Jalan utama tambang dibuat miring mengikuti kemiringan lapisan batubara

(Inclined shaft) menuju ke panel penambangan, dimensi lubang bukaan

disesuaikan dengan peralatan dan target produksi, target produksi batubara

metode tambang bawah tanah yang direncanakan adalah 300.000 ton per tahun.

Adapun peta rencana penambangan PT. AICJ dapat dilihat pada

lampiran D.

B. Tenaga Kerja

Aktifitas penambangan yang dilakukan pada saat melakukan penelitian

adalah pekerjaan penggalian lubang bukaan sebagai jalan masuk (kedalaman 83 m

pada tunnel I dan 65 m pada tunnel II). Adapun tenaga kerja adalah dalam 1 regu

dengan 5-6 orang untuk setiap front kerja.

Berdasarkan rencana penambangan batubara bawah tanah PT. AICJ pada

tunnel I dan tunnel II akan dibuat TailGate dan MainGate yang berfungsi sebagai

lubang untuk pengangkutan material dan lubang masuk pekerja, direncanakan

pada penggalian TailGate-MainGate pada tunnel I terdiri dari dua tim dengan

jumlah pekerja 5 orang/tim, sedangkan pada tunnel II untuk penggalian TailGate-

59

MainGate terdiri dari dua tim masing-masing tim terdiri dari 5 dan 6 orang

pekerja, seperti terlihat pada tabel 4.3 rencana tenaga kerja berikut :

Tabel 4.3Rencana Kebutuhan Tenaga Kerja Kegiatan Penambangan PT. AICJ

No. Aspek Tunnel I Tunnel II1 Tim A B C D2 Pekerja 5 5 6 53 Jumlah Shift 1 1 1 1

Total Pekerja 10 11

Dari tabel di atas, maka dapat diketahui jumlah pekerja di tunnel I adalah

10 orang dan jumlah pekerja di tunnel II adalah 11 orang yang masing-masing

terbagi menjadi 4 tim.

C. Peralatan Penunjang Penambangan

Alat gali yang digunakan masih bersifat manual dan semi mekanis yaitu

beliung dan Coal Pick, untuk produksi batubara membutuhkan waktu rata-rata 30

menit/ton. Untuk alat angkut saat ini menggunakan lori (direncanakan

menggunakan belt conveyor).

Adapun peralatan penunjang penambangan pada tambang bawah tanah

PT. AICJ adalah sebagai brikut :

1. Lori, berfungsi sebagi alat angkut material hasil penambangan

2. Beliung sebagai alat gali

3. CoalPick, sebagai alat gali

4. Sekop manual, sebagai alat muat

5. Water Pump, untuk mengeuarkan endapan air di front penambangan

6. Local Fan, sebagai mesin angin bantu yang berada di dalam tunnel

7. Main Fan, sebagai mesin angin utama pada sistem ventilasi

8. Lampu penerangan

60

D. Rencana Lubang Bukaan

Pada rencana lubang bukaan tambang bawah tanah PT.AICJ direncanakan

terdiri dari dua lubang bukaan, yaitu :

1. Tunnel I berfungsi sebagai jalan keluar masuk para pekerja dan material.

2. Tunnel II berfungsi sebagai lubang untuk sirkulasi udara.

Sesuai pada peta perencanaan tambang PT. AICJ, pada tunnel I akan

dibuat tiga panel yang masing-masing terdiri dari lubang maju produksi (Tailgate-

MainGate).

Rencana lubang bukaan sesuai perencanaan tambang PT. AICJ dapat

dilihat pada tabel berkut :

Tabel 4.4Rencana Lubang Bukaan

No. Nama Lubang BukaanBentuk Lubang

BukaanJumlah

1 Tunnel I Trapesium 1

2 Tunnel II Trapesium 2

3 CrossCut Trapesium 7

4 Tail-Gate Trapesium 3

5 Main-Gate Trapesium 3

6 Lubang Maju Produksi Trapesium 2

Sumber : Data Rencana Penambangan PT. AICJ 2013

E. Software Kazemaru

Dalam perencanaan sistem ventilasi tambang batubara bawah tanah perlu

dilakukan terlebih dahulu analisa, analisa tersebut dapat dilakukan dengan cara

61

menggunakan software Kazemaru, dalam penggunaan software Kazemaru

diperlukan input data sebagai data base dalam pengolahan rancangan sistem

ventilasi, data tersebut berupa elevasi titik node, panjang terowongan, temperatur,

aliran udara (air flow), tahanan ventilasi, luas area dan luas penampang.

Data tersebut dapat diperoleh dengan cara pengukuran langsung dan

perhitungan secara manual, dari hasil pengamatan dan pengamatam langsung di

lapangan menggunakan alat ukur anamometer dan Gas Protector maka didapat

data sebagai berikut :

Tabel 4.5Data Hasil Pengukuran dan Analisa Sistem Ventilasi

No. NamaNode

Lokasi LuasArea(m2)

Elevasi(m)

Temperatur( 9 C)

Aliran Udara

(m/det)

Luas Penampang

(m2)

1 1 Surface 129317 407 25 2,16 9,032 2 Surface 129317 406 25 2,16 9,033 3 Main Fan 129317 393 25 2,16 9,034 4 Tunnel I 129317 393 25 2,16 9,035 5 Tunnel I 129317 375 25 2,16 9,036 6 Tunnel I 129317 348 25 2,16 9,037 7 Tunnel I 129317 339 25 2,16 9,038 8 Tunnel I 129317 332 25 2,16 9,039 9 Tunnel I 129317 313 25 2,16 9,0310 10 Tunnel I 129317 307 25 2,16 9,0311 11 Tunnel I 129317 275 25 2,16 9,0312 12 Tunnel II 129317 377 25 2,16 9,0313 13 Tunnel II 129317 352 25 2,16 9,0314 14 Tunnel II 129317 344 25 2,16 9,0315 15 Tunnel II 129317 336 25 2,16 9,0316 16 Tunnel II 129317 315 25 2,16 9,0317 17 Tunnel II 129317 307 25 2,16 9,0318 18 Tunnel II 129317 276 25 2,16 9,0319 19 Surface 129317 393 25 2,16 9,0320 20 LMP I 129317 376 25 2,16 9,0321 21 LMP I 129317 364 25 2,16 9,0322 22 LMP I 129317 356 25 2,16 9,0323 23 LMP I 129317 326 25 2,16 9,0324 24 LMP I 129317 318 25 2,16 9,0325 25 LMP II 129317 317 25 2,16 9,0326 26 LMP II 129317 283 25 2,16 9,03

62

Sumber : Data Pengukuran Pengamatan

4.2. Pengolahan Data

Setelah melakukan pengumpulan data yang dibutuhkan dalam penelitian,

maka selanjutnya adalah pengolahan data, dalam pengolahan data ini bertujuan

untuk mengetahui perencanaan sistem ventilasi yang baik agar dapat diterapkan

PT. AICJ.

4.2.1. Metoda Perhitungan Manual

Metoda perhitungan sistem ventilasi yang umum digunakan yaitu metode

perhitungan secara manual, yaitu dengan menghitung tahanan ventilasi,

menghitung kuantitas udara dan kualitas udara segar yang dibutuhkan.

A. Perhitungan Tahanan Ventilasi

Kuantitas udara akan berbanding sama dengan besarnya hambatan yang

terjadi pada jalan udara (air way). Parameter yang mempengaruhi hambatan udara

adalah panjang, luas penampang, keliling serta karakteristik jalan udara tambang.

Tahanan ventilasi juga dapat dibuat seperti pintu angin yang berdasarkan bentuk

dari terowongan tambang bawah tanah. Pintu angin berfungsi untuk mengatur

aliran udara agar menuju front penambangan bawah tanah. Untuk menghitung

tahanan ventilasi dapat menggunakan rumus sebagai berikut :

Keterangan :

h = Tahanan Ventilasi (mm air)

K = Koefisien gesek terowongan (kgs/m4)

u = Panjang keliling penampang (m)

h=KULa

V ²

63

L = Panjang terowongan (m)

a = Luas penampang terowongan (m²)

v = Kecepatan angin (m/sec)

V = Qa

(Q = jumlah aliran)

Direncanakan MainFan yang digunakan memiliki daya 150 HP

(lampiran f) dengan kuantitas udara yang dihasilkan adalah ± 30 m3/s, maka

tahanan ventilasi dapat dihitung seperti di bawah berikut :

h = 0,0014012,16 x611,1

9,032,16 ²

h = 5,374 mm air

Besarnya nilai tahanan ventilasi pada setiap lokasi pengukuran di

PT. AICJ dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut :

Tabel 4.6 Tahanan Ventilasi

No. Area L(m)

U(m)

K(Kgs/m4)

A(m2)

Q(m3/s)

v(m/s)

h(mm air)

1 Tunnel I 611,1 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 5,374

2 Tunnel II 567,2 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 4,988

3 CC 1 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

4 CC 2 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

5 CC 3 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

6 CC 4 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

7 CC 5 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

8 CC 6 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

9 CC 7 50 12,16 0,00140 9,03 30 2,16 0,439

10 TG 1 256 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,669

11 MG 1 256 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,669

12 TG 2 256 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,669

13 MG 2 256 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,669

14 TG 3 256 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,669

15 MG 3 240 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 2,502

16 LMP 1 356,4 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 3,716

17 LMP 2 124 12,16 0,00166 9,03 30 2,16 1,293

Total 3528,7 34,305 Sumber : Data Pengukuran Pengamatan

64

Jadi, tahanan pada terowongan dipengaruhi oleh panjang total terowongan,

koefisien gesek terowongan dan kuantitas udara.

B. Perhitungan Kuantitas Udara

Untuk perhitungan kuantitas udara terbagi menjadi 3 (tiga) aspek, yaitu

keperluan manusia (pernafasan), kebutuhan udara untuk front penambangan,

kebutuhan udara untuk menetralkan gas.

1. Keperluan Manusia (pernafasan)

Kebutuhan udara segar untuk pernapasan tergantung pada jumlah pekerja

yang ada di dalam tambang dan kegiatannya, sedangkan udara segar diperlukan

oleh manusia tidak hanya untuk bernafas saja, tetapi digunakan pula untuk

menyegarkan tubuh. Untuk keperluan bernafas, manusia memerlukan udara segar

sebesar 70 cfm per orang, sedangkan tempat kerja yang ada asap dan debunya

manusia memerlukan udara segar sebesar 200 cfm per orang.

Perhitungan kebutuhan udara segar untuk pernapasan pada lokasi

Tambang Dalam PT. AICJ dengan jumlah pekerja pada lokasi tersebut adalah 21

orang per shift, sehingga kebutuhan udara segar pada lokasi tersebut adalah:

21 orang x 200 cfm = 4200 cfm, jadi kebutuhan udara untuk pekerja adalah 4200

cfm. Dengan konversi 1cfm = 0,00047 m3/detik, maka kebutuhan udara untuk

pekerja adalah 2,1 m3/detik.

2. Kebutuhan Udara Untuk Front Penambangan

Udara segar untuk front penambangan adalah untuk menciptakan kondisi

kerja yang aman dan nyaman. Kondisi tersebut dapat diciptakan dengan cara

mengatur suhu dan kelembaban relatif, mengurangi konsentrasi gas dan debu.

65

Untuk keperluan front penambangan ini terbagi menjadi dua lokasi kegiatan

yaitu:

a. Kegiatan terowongan lubang maju

Untuk kegiatan terowongan lubang maju ini memerlukan udara dengan

kecepatan 60 fpm, sedangkan luas lubang bukaan rata-rata adalah 97,19 ft2. Jadi

kebutuhan udara minimum pada terowongan lubang maju adalah :

= 60 fpm x 97,19 ft2

= 5831,4 cfm

b. Kegiatan di permuka kerja

Untuk kegiatan di permuka kerja ini memerlukan udara dengan kecepatan

200 fpm, sedangkan luas lubang bukaan rata-rata adalah 97,19 ft2. Jadi kebutuhan

udara minimum untuk kegiatan di permuka kerja adalah :

= 200 fpm x 97,19 ft2

=19438 cfm

Total kebutuhan udara minimum di front penambangan adalah :

= 5831,4 cfm + 19438 cfm

= 25269,4 cfm

Jadi kebutuhan udara untuk front penambangan adalah 25269,4 cfm.

Dengan konversi 1 cfm = 0,00047 m3/detik, maka kebutuhan udara untuk front

penambangan adalah 12,63 m3/detik.

3. Kebutuhan Udara Untuk Menetralkan Gas Methan

Dari hasil pengamatan dan pengukuran didapatkan data-data yang

digunakan dalam menghitung kuantitas udara yang dibutuhkan untuk menetralkan

66

gas methan pada tambang bawah tanah PT. AICJ yaitu masukan gas methan (Qg)

4,1 m3/ton, Maximum Allowable Concentration (MAC) 1 % dan konsentrasi gas

methan pada udara normal (B) adalah 0 %, maka udara yang dibutuhkan untuk

menetralkan gas methan adalah :

Q = [ Qg / ( MAC – B ) ] – Qg

= [ 4,1 (m3/ton) / (0,01 – 0)] – 4,1

Q = 405,9 m3/ton

C. Perhitungan Kualitas Udara Segar Untuk Pernafasan

Untuk mengetahui kualitas udara yang dibutuhkan pada tambang bawah

tanah PT. AICJ terlebih dahulu dianalisa berdasarkan nilai ambang batas

minimum Oksigen dan nilai ambang batas maksimum CO2.

1. Berdasarkan Nilai Ambang Batas Minimum Oksigen Yaitu 19,5%

21% Q – 0,1 = 19,5%

0,21 Q – 0,1 = 0,195 Q

Q = [ 0,1 / (0,21 – 0,195)]

Q = 6,7 cfm

2. Berdasarkan nilai ambang batas maksimum CO2 yaitu 0,5%

Dengan angka bagi pernafasan = 1,0 maka jumlah CO2 pada pernafasan

akan bertambah sebanyak 1,0 X 0,1 = 0,1 cfm.

0,0003 Q + 0,1 = 0,005 Q

(O2 in intake)Q- (O2 consumed) = (O2 down stream)Q

67

Q = [ 0,1 / ( 0,005 – 0,0003)]

Q = 21,3 cfm

4.2.2. Metoda Perhitungan Analisis Software Kazemaru

Dari hasil pengumpulan data dan analisa database dalam penggunaan

software kazemaru, maka selanjutnya adalah pengolahan data menggunakan

software kazemaru. Langkah-langkah dalam pengolahan data sebagai berikut :

1. Pembuatan Node Jaringan Sistem Ventilasi

Langkah awalnya buka software Kazemaru, selanjutnya pilih file

kemudian pilih New(N), lalu kembali ke tampilan awal kemudian klik simbol

yang berbentuk lingkaran (Node), klik surface untuk node yang digunakan

sebagai lubang masuk, kemudian masukkan nilai elevasi, kemudian beri

penomoran pada node tersebut lalu klik ok, kemudian klik kembali node lalu klik

underground sebagai node terowongan, kemudian tentukan elevasi dan

penomoran pada masing-masing node lalu klik ok, selanjutnya lakukan

pembuatan node sesuai dengan lay out rencana penambangan. Setelah melakukan

langkah-langkah pembuatan node, maka akan muncul titik-titik node seperti yang

terlihat pada gambar 4.3 di halaman 68.

68

Gambar 4.3 Pembuatan Node

2. Pembuatan Road Jaringan Sistem Ventilasi

Setelah pembuatan node selesai kemudian langkah selanjutnya pembuatan

road yang berfungsi sebagai penghubung antar node. Untuk membuat road, klik

simbol yang menggambarkan suatu garis kemudian klik garis tersebut lalu

masukkan data tahanan, temperatur, jarak antar node, area dan konduktivitas

panas, kemudian klik ok. Selanjutnya buat seluruh road antar node sehingga

terhubung semua antar node tersebut.

Setelah dilakukan langkah-langkah diatas, maka akan muncul tampilan

road pada layar software Kazemaru seperti terlihat pada gambar 4.4 di

halaman 69.

69

Gambar 4.4 Pembuatan Road

3. Pembuatan Fan Jaringan Sistem Ventilasi

Selanjutnya pembuatan fan, klik simbol yang menggambarkan fan

kemudian klik simbol tersebut, lalu tentukan dimana posisi fan diletakkan, ingat

posisi fan diletakkan diantara dua node yang mempunyai elevasi yang sama, lalu

tentukan aliran udara yang akan digunakan, kemudian masukkan jumlah node

yang akan dialirkan oleh fan tersebut, kemudian tentukan tekanan pada node

tersebut, lalu klik next lalu tentukan tekanan pada node selanjutnya ikuti langkah-

langkah seperti sebelumnya. Setelah melakukan langkah-langkah di atas, maka

akan muncul seperti gambar 4.5 di halaman 70.

70

Gambar 4.5 Pembuatan Fan

4. Analisis Jaringan Sistem Ventilasi

Untuk menganalisis jaringan ventilasi perlu dilakukan langkah awal

dengan mengetahui aliran udara, maka klik simbol analisis kemudian klik start

kemudian update lalu akan muncul angka-angka pada gambar mengenai aliran

udara dan kuantitas udara yang dibutuhkan. untuk menganalisis dampak

kebakaran yang akan terjadi, maka dilakukan langkah-langkah dengan mengklik

tool analisis kembali, lalu klik parameter kemudian tentukan tingkatan waktu

terjadi kebakaran, lokasi terjadinya kebakaran, temperatur pada saat terjadinya

kebakaran, lamanya waktu terjadi kebakaran dan konsentrasi gas, kemudian klik

ok, lalu start kemudian update, maka akan muncul analisis kebakaran yang akan

71

terjadi pada jaringan ventilasi tersebut. Seperti yang terjadi seperti pada gambar

4.6 berikut :

Gambar 4.6 Analisis Jaringan Sistem Ventilasi

5. Tampilan 3D Analisis Jaringan Sistem Ventilasi

Untuk menjadikan tampilan awal menjadi tampilan 3D dilakukan langkah-

langkah dengan menyimpan data terlebih dahulu kemudian pilih file, lalu klik 3D

data out kemudian klik create data, setelah itu buka software format KViewF

kemudian pilih file, lalu klik open selanjutnya pilih data yang telah disimpan

sebelumnya kemudian akan muncul tampilan jaringan sistem ventilasi dalam

bentuk 3D, seperti pada gambar 4.7 di halaman 72.

72

Gambar 4.7 Tampilan 3D Jaringan Sistem Ventilasi