B. LANDASAN TEORI

1. Tujuan Ventilasi Tambang

Ventilasi tambang merupakan suatu usaha pengendalian terhadap

pergerakan udara atau aliran udara tambang termasuk didalamnya adalah jumlah,

mutu dan arah alirannya. Adapun tujuan utama dari sistem ventilasi tambang

adalah menyediakan udara segar dengan kuantitas dan kualitas yang cukup baik,

kemudian mengalirkan serta membagi udara segar tersebut ke dalam tambang

supaya tercipta kondisi kerja yang aman dan nyaman baik bagi para pekerja

tambang maupun proses penambangan(Balai Diklat TBT,2006).

Secara rinci tujuan sistem ventilasi pada tambang bawah tanah adalah:

a. Menyediakan oksigen bagi pernafasan manusia.

b. Mengencerkan gas-gas berbahaya dan beracun yang ada di dalam tambang,

sehingga tidak membahayakan bagi para pekerja tambang.

c. Menurunkan temperatur udara tambang, sehingga dapat dicapai lingkungan

kerja yang nyaman.

d. Mengurangi konsentrasi debu yang timbul akibat kegiatan produksi yang

dilakukan di dalam tambang.

2. Prinsip Ventilasi Tambang

Pada pengaturan aliran udara dalam ventilasi tambang bawah tanah,

berlaku prinsip aliran udara tambang, yaitu:

a. Aliran udara bergerak dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih

rendah.

b. Udara akan mengalir dari tempat yang bertemperatur lebih rendah ke tempat

yang bertemperatur lebih tinggi.

T = 1/P

T= suhu, P= tekanan

c. Udara akan lebih banyak mengalir melalui jalur-jalur ventilasi yang

memberikan tahanan yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur bertahanan

yang lebih besar.

d. Tekanan ventilasi tetap memperhatikan tekanan atmosfir, bisa positif

(blowing) atau negatif (exhausting).

e. Aliran udara mengikuti hukum kuadrat yaitu hubungan antara quantitas dan

tekanan, bila quantitas diperbesar dua kali lipat maka dibutuhkan tekanan

empat kali lipat.

3. Pengendalian Kualitas Udara Tambang

a. Pengertian Udara Tambang

Udara tambang adalah campuran udara bebas (atmosfir) dengan bahan

pengotornya termasuk gas dan debu sehingga perlu dilakukan pengendalian

kualitas udara tambang (Balai Diklat TBT, 2006). Pengendalian terhadap

kualitas udara tambang meliputi pengendalian kandungan gas dalam udara,

debu yang dihasilkan akibat proses penambangan, temperatur dan kelembaban

udara didalam tambang sehingga udara didalam tambang tetap bersih dan segar.

Kebutuhan udara segar untuk pengendalian kualitas udara tambang ini

didasarkan kepada kebutuhan udara untuk pernafasan manusia, menghilangkan

atau menurunkan gas pengotor dan debu, sehingga kadarnya tidak melewati

batas maksimum yang diperkenankan.

Udara tambang meliputi campuran udara atmosfir dengan adanya emisi

gas-gas dalam tambang serta bahan-bahan pengotornya sehingga perlu dijaga

kualitasnya. Sebagai standar udara yang bersih adalah udara yang mempunyai

komposisi sama atau mendekati dengan komposisi udara atmosfir pada keadaan

normal. Udara segar normal yang dialirkan pada ventilasi tambang terdiri dari:

Nitrogen, Oksigen, Karbondioksida, Argon dan gas-gas lain seperti terlihat pada

tabel 4 di bawah ini,

Tabel 4. Komposisi Udara SegarUnsur Persen Volume

(%)

Persen Berat

(%)

Nitrogen (N2) 78,09 75,53

Oksigen (O2) 20,95 23,14

Karbondioksida

(CO2)

0,03 0,046

Argon (Ar), dll 0,93 1,284

Hartman,H.L, ‘mine ventilation and air conditioning’ 2nd edition, p.7.

Dalam perhitungan ventilasi tambang selalu dianggap bahwa udara segar

normal terdiri dari:

Nitrogen = 79 % dan

Oksigen = 21%

Disamping itu selalu dianggap bahwa udara segar akan selalu

mengandung karbondioksida (CO2) sebesar 0,03 %. Demikian pula perlu diingat

bahwa udara dalam ventilasi tambang selalu mengandung uap air dan tidak

pernah ada udara yang benar-benar kering. Oleh karena itu akan selalu ada

istilah kelembaban udara.

b. Kebutuhan Udara Segar Untuk Pernafasan

Pada sistem pernafasan manusia, oksigen dihisap dan karbondioksida

dibebaskan. Jumlah yang diperlukan akan semakin meningkat seiring dengan

meningkatnya aktifitas fisik dan dapat dihitung pula kuantitas udara segar

minimum yang dibutuhkan seseorang untuk proses pernafasan berdasarkan

kandungan oksigen minimum yang diperkenankan dan kandungan

karbondioksida maksimum yang masih diperbolehkan.

Perlu juga dalam hal ini didefenisikan arti angka bagi atau nisbah

pernafasan (respiratory quotient) yang didefenisikan sebagai nisbah antara

jumlah karbondioksida yang dihembuskan terhadap jumlah oksigen yang

dihirup pada suatu proses pernafasan. Pada manusia yang bekerja keras, angka

bagi pernafasan ini (respiratory quotient) sama dengan satu, yang berarti bahwa

jumlah CO2 yang dihembuskan sama dengan jumlah O2 yang dihirup pada

pernafasannya. Tabel 5 berikut memberikan gambaran mengenai keperluan

oksigen pada pernafasan pada tiga jenis kegiatan manusia secara umum.

Tabel 5. Kebutuhan Udara Pernafasan

JenisKegiatan

Laju Pernafa

sanPer Menit

Udara Terhirup Per Menit dalam

in3/menit(10-4m3/detik)

Oksigen Terkonsumsi

cfm(10-5m3/detik)

Angka Bagi

Pernafasan

(respiratory

quotient)

Istirahat 12 – 18300-800

(0,82-2,18)0,01 (0,47) 0,75

Kerja Moderat

302800-3600 (7,64-9,83)

0,07 (3,3) 0,9

Kerja Keras 40 6000 (16,4) 0,10 (4,7) 1,0

Hartman, Mine Ventilation and Air Conditioning 2nd edition 1982.p.40

Berdasarkan Tabel 8 diatas dapat dihitung jumlah udara yang dibutuhkan untuk

pernafasan seseorang di tambang dengan cara :

1) Berdasarkan nilai ambang batas minimum oksigen yaitu 19,5%

Jumlah udara yang dibutuhkan = Q cfm

Pada pernafasan, jumlah oksigen akan berkurang sebanyak 0,1 cfm

sehingga akan dihasilkan persamaan untuk jumlah oksigen sebagai

berikut (Hartman H.L., 1982):

(Kandungan (Jumlah oksigen pada (Kandungan

oksigen) - pernafasan) = oksigen mini

mum untuk

pernafasan)

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

dimana :

Q = Jumlah udara yang diperlukan (m3/dtk)

(O2 in intake) = Konsentrasi O2 di atmosfer (21%)

(O2 consumed) = Kuantitas yang dikomsumsi untuk pekerja keras (4,7x

10- 5m3/dtk)

(O2 downstream)= Nilai ambang batas O2 (19,5%)

Jadi kuantitas udara yang dibutuhkan seseorang untuk pernafasan adalah :

0,21 Q - 4,7x 10- 5m3/dtk = 0,195 Q

(0,21 – 0,195)Q = 4,7x 10- 5m3/dtk

0,015 Q = 4,7x 10- 5m3/dtk

Q = 3,2 x 10-3 m3/dtk/orang

Q = 6,7 cfm

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

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

pernafasan akan bertambah sebanyak 1,0 x 0,1 = 0,1 cfm.

Dengan demikian akan didapat persamaan :

(Kandungan CO2 (Jumlah CO2 (Kandungan CO2

maksimum dalam - hasil = dalam udara )

udara normal) pernafasan)

(CO2 in intake)Q + (CO2 produced) = (CO2 down stream)Q

dimana :

Q = Jumlah udara yang diperlukan (m3/dtk)

(CO2 in intake) = Konsentrasi CO2 di atmosfer (0,03%)

(CO2 consumed) = Kuantitas yang dikomsumsi untuk pekerja

keras (4,7x 10- 5m3/dtk)

(CO2 downstream) = Nilai ambang batas CO2 (0,5%)

Jadi kuantitas udara yang dibutuhkan seseorang untuk pernafasan adalah :

0,0003 Q + 1 . (4,7x 10- 5m3/dtk) = 0,005 Q

(0,005 – 0,0003)Q = 4,7x 10- 5m3/dtk

0,0047 Q = 4,7x 10- 5m3/dtk

Q = 0,01 m3/dtk/orang

Q = 21,3 cfm

Dari kedua cara perhitungan tadi, yaitu atas kandungan oksigen

minimum 19,5% dalam udara pernafasan dan kandungan maksimum

karbondioksida sebesar 0,5% dalam udara untuk pernafasan, diperoleh angka

kebutuhan udara segar bagi pernafasan seseorang sebesar 6,7 cfm dan 21,3 cfm.

Dalam hal ini tentunya angka 21,3 cfm yang digunakan sebagai angka

kebutuhan seseorang untuk pernafasan.

Dalam merancang kebutuhan udara ventilasi tambang digunakan angka

kurang lebih sepuluh kali lebih besar, yaitu 200 cfm per orang = 0,1 m 3/detik

per orang.

c. Gas-Gas Dalam Tambang

Gas yang biasanya terdapat dalam tambang baik itu tambang batubara

maupun non batubara terdiri dari oksigen, karbon dioksida, methan, hidrogen

sulfida, nitrogen oksida dan gas-gas lainnya. Gas-gas pengotor utama antara lain

(Bambang H., 2002):

1) Methan (CH4)

Gas Methan merupakan gas yang selalu berada dalam tambang

batubara dan sering menjadi sebagai sumber terjadinya ledakan tambang

batubara bawah tanah. Campuran gas methan dengan udara disebut

firedamp. Apabila kandungan methan dalam udara tambang bawah tanah

mencapai 1 % maka seluruh hubungan mesin listrik harus dimatikan, dan

pada konsentrasi 5% - 15% gas ini akan meledak. Gas ini mempunyai berat

jenis yang lebih kecil dari pada udara dan karenanya selalu berada pada

bagian atas dari jalan udara.

Methan merupakan gas yang tidak beracun, tidak berwarna, tidak

berbau dan tidak mempunyai rasa. Pada saat proses pembatubaraan terjadi ,

gas methan terbentuk bersama-sama dengan gas karbondioksida. Gas

methan ini akan tetap berada dalam lapisan batubara selama tidak ada

perubahan tekanan padanya. Terbebasnya gas methan dari suatu lapisan

batubara dapat dinyatakan dalam suatu volume persatuan luas lapisan

batubara, tetapi dapat juga dinyatakan dalam suatu volume persatuan waktu.

Terhadap kandungan gas methan yang masih terperangkap dalam suatu

lapisan batubara dapat dilakukan penyedotan dengan pompa. Proyek ini

dikenal sebagai seam methane drainage.

2) Karbondioksida (CO2)

Gas ini tidak berwarna, tidak berbau, tidak mendukung nyala api

dan bukan merupakan gas racun. Gas ini lebih berat dari pada udara,

karenanya selalu terdapat pada bagian bawah dari suatu jalan udara. Dalam

udara normal kandungan CO2 adalah 0,03 %(Hartman H.L.,1982).

Dalam tambang bawah tanah sering terkumpul pada bagian bekas-bekas

penambangan terutama yang tidak terkena aliran ventilasi, juga pada dasar

sumur-sumur tua. Sumber dari CO2 antara lain dari pembakaran, hasil

peledakan, dari lapisan batuan dan hasil pernafasan manusia.

Konsentrasi maksimum yang diizinkan adalah 0,5 %, pada

konsentrasi ini laju pernafasan manusia mulai meningkat, pada kandungan 3

% laju pernafasan menjadi dua kali lipat dari keadaan normal, pada

kandungan 5 % laju pernafasan menjadi tiga kali lipat, pada kandungan 10

% manusia hanya dapat bertahan beberapa menit. Kombinasi CO2 dan udara

biasa disebut dengan blackdamp.

3) Karbon Monoksida (CO)

Gas karbon monoksida merupakan gas yang tidak berwarna, tidak

berbau dan tidak ada rasa, dapat terbakar dan sangat beracun. Gas ini

banyak dihasilkan pada saat terjadi kebakaran pada tambang bawah tanah

dan menyebabkan tingkat kematian yang tinggi. Gas ini mempunyai afinitas

yang tinggi terhadap haemoglobin darah, sehingga sedikit saja kandungan

gas CO dalam udara akan segera bersenyawa dengan butir-butir

haemoglobin (COHb) yang akan meracuni tubuh lewat darah. Afinitas CO

terhadap haemoglobin menurut penelitian (Forbes and Grove, 1954)

mempunyai kekuatan 300 kali lebih besar dari pada oksigen dengan

haemoglobin. Udara yang mengandung kadar CO sebesar 12.5 % - 74 %

akan meledak jika ada percikan api, gas CO dihasilkan dari hasil

pembakaran, operasi motor bakar, proses peledakan dan oksidasi lapisan

batubara. Konsentrasi maksimum yang diizinkan adalah 0.005 %

Karbon monoksida merupakan gas beracun yang sangat mematikan

karena sifatnya yang kumulatif. Misalnya gas CO pada kandungan 0.04

%dalam udara apabila terhirup selama satu jam baru memberikan sedikit

perasaan tidak enak, namun dalam waktu 2 jam dapat menyebabkan rasa

pusing dan setelah 3 jam akan menyebabkan pingsan atau tidak sadarkan

diri dan pada waktu lewat 5 jam dapat menyebabkan kematian. Kandungan

gas CO sering juga dinyatakan dalam ppm (part per milion). Sumber CO

yang sering menyebabkan kematian adalah gas buangan dari mobil dan

kadang-kadang juga gas pemanas air. Gas CO mempunyai berat jenis

0.9672 sehingga selalu terapung dalam udara.

4) Hidrogen Sulfida (H2S)

Gas ini disebut juga stinkdamp (gas busuk) karena baunya seperti

telur busuk. Gas ini tidak berwarna, mudah terbakar, merupakan gas racun

dan dapat meledak pada konsentrasi 43 % - 46 %, kadar maksimum

yang diizinkan adalah 0.001%, merupakan hasil dekomposisi dari senyawa

belerang. Gas ini mempunyai berat jenis yang sedikit lebih berat dari udara.

Merupakan gas yang sangat beracun dengan ambang batas [Threshold Limit

Value (TLV) – Time Weighted Average (TWA)] sebesar 10 ppm pada

waktu selang 8 jam terdedah (exposed) dan untuk waktu singkat [Threshold

Limit Value (TLV) – Short Time Exposure Limit (STEL)] adalah 15 menit

200 ppm. Walaupun gas ini mempunyai bau yang sangat jelas, namun

kepekaan terhadap bau ini akan dapat rusak akibat reaksinya terhadap syaraf

penciuman. Pada kandungan 0.01 % untuk selama waktu 15 menit,

kepekaan manusia terhadap bau ini hilang.

5) Sulfur Dioksida (SO2)

Sulfur dioksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak bisa

terbakar. Dapat menjadi gas racun apabila ada senyawa belerang yang juga

terbakar. Gas ini lebih berat dari udara. Harga ambang batas yang diizinkan

2 ppm (TLV-TWA) atau pada waktu terdedah yang singkat (TLV-STEL)

sebanyak 5 ppm.

6) Nitrogen Oksida (NOx)

Gas nitrogen sebenarnya adalah gas yang inert namun pada keadaan

tekanan tertentu dapat teroksidasi dan dapat menghasilkan gas yang sangat

beracun. Gas ini terbentuk dalam tambang bawah tanah sebagai hasil

peledakan dan gas buangan dari motor bakar. NO2 merupakan gas yang

lebih sering terdapat dalam tambang dan merupakan gas racun. Harga

ambang batas ditetapkan 5 ppm, baik untuk waktu terdedah singkat maupun

untuk 8 jam kerja. Oksida nitrogen apabila bersenyawa dengan air di udara

akan membentuk asam nitrat, yang dapat merusak paru-paru apabila terhirup

oleh manusia.

7) Gas Pengotor Lain

Gas yang dapat dikelompokkan dalam gas pengotor lain adalah gas

Hidrogen yang dapat berasal dari proses pengisian aki (battery) dan gas-gas

yang biasa terdapat pada tambang bahan galian radioaktif seperti gas radon.

Tabel 6. Sifat Bermacam Gas

NamaSimbol

BeratJenisUdara

Sifat fisik PengaruhSumberutama

Ambang Batas TLU –TWA(%)

Ambang

BatasTLU

–C

(%)

KisarLedak

Oksigen O2 1.1056

Tidak berwarna,

tidak berbau,

tidak ada rasa

Bukan racun, tidak berbahaya

Udara normal

Nitrogen N2 0.9673 Tidak berwarna,

Bukan racun, tapi

Udara normal

tidak berbau, tidak ada

rasamenyesakkan lapisan

Karbon dioksida

CO2 1.5291

Tidak berwarna,

tidak berbau,

rasa agak asam

Sesak nafas, berkeringat

Pernafasan,

lapisan, motor bakar,

ledakan

0.5

Methan CH4 0.5545

Tidak berwarna,

tidak berbau,

tidak ada rasa

Menyesakkan nafas, dapat

meledak

Lapisan, motor bakar,

peledakan

5-15

Karbon monoksida

CO 0.9672

Tidak berwarna,

tidak berbau,

tidak ada rasa

Racun, dapat

meledak

Nyala api,

peledakan,

motor bakar,

oksidasi

0.00512.5 –

74

Hidrogen sulfida

H2S 1.1912

Tidak berwarna, bau telur busuk,

rasa asam

Racun,Dapat

meledak

Lapisan air tanah, peledakan

0.001 4 -44

Sulfur dioksida

SO2 2.264

Tidak berwarna,

bau mengganggu, rasa asam

Racun

Pembakaran

sulfida, motor bakar

0.0005

Nitrogen oksida

NOx 1.5895

Bau tajam, warna coklat,

rasa pahit

Racun

Peledakan,

motor bakar

0.0005

Hidrogen H2 0.0695 Tidak berwarna,

tidak berbau,

tidak ada rasa

Dapat meledak

Air pada api,

panas baterai

4 – 74

Radon Rn 7.665 Radio aktif Lapisan IWL

Sumber : Hartman, Mine Ventilation and Air Conditioning,2nd edition p.52

Beberapa cara pengendalian yang dilakukan terhadap pengotor gas pada

tambang bawah antara lain:

1) Pencegahan (Prevention)

a) Menerapkan prosedur peledakan yang benar

b) Perawatan dari motor-motor bakar yang baik

c) Pencegahan terhadap adanya api

2) Pemindahan (Removal)

a) Penyaliran (drainage) gas sebelum penambangan

b) Penggunaan ventilasi isap lokal dengan kipas

3) Absorpsi (penyerapan)

a) Penggunaan reaksi kimia terhadap gas yang keluar dari mesin

b) Pelarutan dengan percikan air terhadap gas hasil peledakan

4) Isolasi (penyekatan)

a) Memberikan batas sekat terhadap daerah kerja yang terbakar

b) Penggunaan waktu-waktu peledakan pada saat pergantian gilir atau

waktu-waktu tertentu.

5) Pelarutan

a) Pelarutan lokal dengan menggunakan ventilasi lokal

b) Pelarutan dengan aliran udara utama

6) Supression (Penekanan)

d. Debu tambang

Debu secara klasifikasi fisis termasuk dalam ketegori aerosol yaitu

hamburan partikel padat dan atau cair didalam medium gas/udara, dimana

didalam tambang bawah tanah, debu ini dihasilkan oleh aktifitas penambangan

seperti pemboran, peledakan, pemuatan, pengangkutan dan penumpahan

bijih(Balai Diklat TBT, 2006). Kadar debu tambang maksimum yang

diperbolehkan pada beberapa tempat di tambang dalam dapat dilihat pada tabel

7.

Tabel 7. Kadar Debu MaksimumNo. Lokasi Kadar Debu

Maksimum (mg/m3)

1. Face longwall 7

2. Persiapan lubang bukaan dengan

kandungan kuarsa > 0,45 mg/m3

3

3. Pada tempat operasi lain 5

Sumber : NBC, Ventilation in Coal Mines, Hal.69.

1) Klasifikasi Debu

Klasifikasi debu pada dasarnya dapat dibedakan menurut tingkat

bahayanya terhadap fisik dan kemampuan ledakannya. Berikut ini klasifikasi

debu berdasarkan tingkat bahayanya, yaitu :

a) Debu fibrogenik

Merupakan debu yang berbahaya terhadap pernafasan, seperti silika

(kuarsa dan chert), silikat (asbestos, talk, mika dan silimanit), meal fumes

(asap logam), bijih timah, bijih besi, karborondum dan batubara (anthrasit,

bitumineous).

b) Debu karsiogenik

Contohnya kelompok radon, asbestos dan arsenik.

c) Debu beracun

Merupakan debu yang mengandung racun yang berbahaya terhadap organ

dan jaringan tubuh, seperti bijih berilium, arsenik, timah hitam, uranium,

radium, thorium, khromium, vanadium, air raksa, kadmium, antimoni,

selenium, mangan, tungsten, nikel dan perak (khususnya oksida dan

karbonat).

d) Debu radioaktif

Merupakan debu yang berbahaya karena radiasi sinar alpha dan sinar beta,

seperti bijih uranium, radium dan thorium.

e) Debu yang dapat meledak (terbakar di udara)

Contohnya debu logam (magnesium, alumunium, seng, timah dan besi),

batubara (bituminous dan lignit), bijih sulfida dan debu organic.

f) Debu pengganggu

Contohnya gypsum, gamping dan kaolin.

Faktor-faktor yang mempengaruhi seberapa jauh pengaruh dan bahaya

debu bagi kesehatan manusia antara lain:

a) Komposisi kimia dan mineralogi debu

Ditinjau dari tingkat bahaya yang dapat ditimbulkan, komposisi

mineralogi lebih penting dibandingkan komposisi kimiawi dan fisiknya.

Atau silika bebas (Si) lebih berbahaya daripada senyawa silika (SiO2)

terhadap paru-paru.

b) Konsentrasi

yaitu banyaknya partikel debu yang dinyatakan dengan dua cara, yaitu :

1)) Atas dasar jumlah, satuannya adalah mppcf (million of particles per

cuft) atau ppcc (particles per cubic centimeter).

2)) Atas dasar berat, satuannya adalah mg/m3

Faktor konsentrasi merupakan faktor terpenting kedua setelah komposisi.

Secara umum debu dapat membahayakan paru-paru jika konsentrasi lebih

besar dari 0,5 mg/m3.

c) Ukuran partikel

Partikel debu yang berukuran lebih kecil dari 5 mikron berbahaya, karena

luas permukaannya besar dengan demikian aktifitas kimianya pun besar.

Selain itu debu halus tergolong debu yang dapat dihirup karena tersuspensi

di udara.

d) Waktu kontak

yaitu lamanya waktu yang dibutuhkan seseorang berhubungan dengan

lingkungan yang mengandung debu.

e) Daya tahan tubuh perorangan

Faktor ketahanan individu terhadap bahaya debu sampai saat ini

merupakan faktor yang belum dapat dikuantifikasi.

Untuk mengurangi konsentrasi debu dan mencegah timbulnya debu

secara berlebihan pada kegiatan penambangan, perlu dilakukan langkah-

langkah pengendalian debu diantaranya :

a) Melakukan pengukuran kadar debu.

b) Menggunakan penyemprot air (water sprayer) pada saat penggalian.

c) Melakukan operasi penambangan yang baik dan benar serta mencegah

terbentuknya debu secara berlebihan.

d) Mengurangi debu dengan membersihkan debu yang mengendap dan

membersihkan udara dari debu dengan alat pengumpul debu (dust

colector).

e) Pengenceran (dilution) dengan memasukkan udara segar secukupnya ke

tempat-tempat sumber debu menggunakan kipas angin bantu.

Kecepatan udara yang efektif untuk pengendalian kualitas udara di

setiap permuka kerja minimum 0.25 – 0.5 m/detik. Kecepatan udara yang

terlalu tinggi dapat menaikkan debu yang telah mengendap, oleh sebab itu

kecepatan udara maksimum di tempat kerja antara 1.52 – 2 m / detik yang

disesuaikan dengan kondisi setempat.

e. Temperatur Tambang

Pengaturan temperatur dalam tambang, bertujuan untuk menghasilkan

udara segar dan nyaman. Panas udara dalam tambang harus dipertahankan pada

batas tertentu, sehingga manusia dapat bekerja dengan efisiensi kerja yang

tinggi. Dalam keadaan normal, udara tidak pernah dalam keadaan kering tetapi

selalu mengandung kadar air. Maka parameter yang diukur untuk menentukan

keadaan udara tersebut adalah,

1) Temperatur

Temperatur udara sangat mempengaruhi kenyamanan bagi pekerja yang

berada pada tambang bawah tanah, karena udara diperlukan pula untuk

pendinginan panas tubuh.

Parameter temperatur terdiri dari :

a) Dry bulb temperatur (td)

b) Wet bulb temperatur (tw)

c) Temperatur efektif (te)

Temperatur efektif merupakan suatu standar suhu untuk mengetahui

kenyamanan lingkungan kerja tambang. Penentuannya dapat dilakukan

secara grafis dengan menggunakan variabel temperatur cembung kering (td),

temperatur cembung basah (tw) dan kecepatan aliran udara. Temperatur

efektif akan mempengaruhi efesiensi kerja, hal ini dapat dilihat pada gambar

22.

Gambar 22. Diagram Efesiensi Kerja

Temperatur udara diukur menggunakan Psychometer (Gambar 23).

Pada alat tersebut terdapat dua buah termometer dalam skala derajat Celcius

yang diletakkan berdampingan pada bingkai kayu. Fungsinya untuk

mengukur temperatur cembung kering (Dry Bulb Temperature) yang

menunjukkan panas sebenarnya dan temperatur cembung basah (Wet Bulb

Temperature) yang menunjukkan temperatur pada saat terjadinya penguapan

air. Pengukuran temperatur dilakukan pada stasiun yang sama pada saat

pengukuran kecepatan aliran udara.

Gambar 23. Psycometer

2) Kelembaban Relatif ( )

Kelembaban relatif merupakan perbandingan antara tekanan uap dari

udara pada suatu keadaan tidak jenuh dengan tekanan uap udara pada

keadaan jenuh, pada keadaan temperatur yang sama. Kelembaban relatif

dapat dihitung dengan menggunakan pendekatan rumus :

Keterangan :

= Rh = kelembaban relatif (%)

Ps = harga tekanan uap jenuh pada td (in.Hg)

Ps’ = harga tekanan uap jenuh pada tw (in.Hg)

Pb = tekanan barometer (in.Hg)

Pv = tekanan uap jenuh (in.Hg)

T = temperatur (oF)

W = specific humidity (lb/lb.da)

V = specific volume (ft3/lb)

w = densitas udara (lb/ft3)

Dalam perhitungan densitas udara dapat dilakukan dengan menggunakan

pendekatan rumus :

Pa = (Pb – Pv) in.Hg

T = (460 + o C) o R

W = specific humidity (lb/lb.da)

V = specific volume (ft3/lb)

w = densitas udara (lb/ft3)

Batas kelembaban relatif yang diperkenankan untuk tambang bawah tanah

adalah tidak lebih dari 85 % dan nilai dapat ditentukan secara grafis dengan

menggunakan grafik temperatur efektif(lampiran 8).

4. Pengendalian Kuantitas Udara Tambang

Kuantitas udara adalah jumlah udara yang masuk kedalam tambang

dengan luas dan kecepatan tertentu yang diukur setiap satuan waktu.

Pengendalian kuantitas udara tambang merupakan pengaturan terhadap jumlah

alirannya agar cukup untuk pernafasan dan mengurangi konsentrasi gas serta debu

yang terbawa dalam udara, termasuk didalamnya adalah pengaturan arah aliran

udara agar memenuhi ketentuan-ketentuan kecepatan. Kuantitas udara yang

diukur adalah kuantitas udara tambang bawah tanah, dimana udara yang masuk

adalah udara bertekanan, dengan dioperasikannya mesin angin hembus maupun

hisap, yang mempunyai arah aliran dan kecepatan. Dengan demikian kuantitas

udara ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Keterangan :

Q = kuantitas aliran udara (m3 / detik)

v = kecepatan aliran udara (m / detik)

A = luas penampang jalan udara (m2)

a. Pengukuran Kecepatan Aliran Udara

Dalam pengukuran kecepatan aliran udara tambang digunakan

anemometer. Anemometer dibedakan menjadi tiga macam yaitu Anemometer

Low Speed (0,1 – 5 m/dtk), Anemometer Medium Speed (5 – 14,4 m/dtk) dan

Anemometer High Speed (14,5 – 34 m/dtk).

Sumber : Hartman, Mine Ventilation and Air Conditioning, p. 203.

Gambar 24. Anemometer

Q = V X A

Cara pengukuran kecepatan aliran udara tambang dapat dilakukan dengan

3 cara yaitu:

1) Fixed Point Traversing in a circular opening

Metode ini digunakan untuk penampang lingkaran, metode ini dilakukan di

tengah (pusat) jalan udara. Angka yang terbaca dikalikan dengan suatu

konstanta untuk memberikan kecepatan aliran rata-rata, nilai konstanta

tersebut adalah 0,8 .

2) Fixed Point Traversing in a rectangular airway

Metoda ini digunakan untuk penampang persegi empat, dalam metoda ini

luas penampang dibagi menjadi beberapa daerah yang sama, metode ini

cocok untuk lubang bukaan yang besar dan bentuknya teratur. Pengukuran

dilakukan pada masing-masing daerah yang telah ditentukan dan hasil

pengukuran dirata-ratakan.

3) Continuous Traversing

Metode ini merupakan metode yang paling sering dilakukan untuk

mengukur kecepatan aliran udara. Traversing dilakukan dengan cara

memindahkan atau menggeser anemometer pada kecepatan konstan 0,2 –

0,3 m/dtk, dengan posisi anemometer selalu tegak lurus sumbu aliran udara,

pengukuran dilakukan secara konsisten pada arah horisontal atau vertikal

dari atas atau dari bawah pada ujung yang satu ke ujung yang lain pada

penampang lubang bukaan dengan jalur yang teratur sehingga seluruh

penampang lubang bukaan terukur.

Gambar 25. Metode Pengukuran Udara Tambang

b. Pengukuran Luas Penampang Jalur Udara

Selain mengukur kecepatan udara untuk menentukan kuantitas aliran

udara dilakukan pengukuran terhadap luas penampang jalur udara pada setiap

titik pengukuran menggunakan meteran. Pengukuran luas penampang jalur

udara ini meliputi pengukuran terhadap luas lubang bukaan, luas parit dan luas

pipa.

5. Sistem Ventilasi Tambang

Sistem ventilasi tambang bawah tanah dapat dibedakan ke dalam dua

macam sistem yaitu sistem ventilasi alami (natural ventilation sistem) dan sistem

ventilasi mekanis (mechanical ventilation sistem).

a. Sistem Ventilasi Alami (Natural Ventilation Sistem)

Ventilasi alami adalah suatu sistem ventilasi yang mengalirkan udara

ke dalam tambang dengan memanfaatkan keadaan dan tenaga alam.

Mengalirnya udara disebabkan karena adanya perbedaan tekanan antara jalan

udara masuk dengan jalan udara keluar. Perbedaan ini harus cukup besar agar

dapat mengatasi adanya gesekan belokan dan perubahan penampang pada

aliran udara di dalam tambang. Ventilasi alami sangat tergantung dari

perbedaan ketinggian bukaan serta perbedaan temperatur di dalam dan di luar

tambang. Makin besar perbedaan tersebut maka tekanan ventilasi alam akan

semakin besar pula(Balai Diklat TBT, 2006). Arah aliran udara di dalam

tambang ventilasi alami dapat dilihat pada gambar 26 dibawah ini,

Apabila temperatur udara di dalam tambang lebih tinggi dari

temperatur udara di luar tambang (misalnya pada malam hari atau pada saat

musim hujan) maka tekanan udara di dalam tambang akan lebih besar dari

tekanan udara di luar tambang sehingga udara akan mengalir

dari titik P2 ke titik P1. Bila temperatur udara di dalam tambang lebih rendah

dari temperatur udara di luar tambang (pada siang hari atau pada musim

panas), maka tekanan udara di dalam tambang akan lebih kecil daripada

tekanan udara di luar tambang sehingga udara akan mengalir dari titik P1 ke

titik P2.

Gambar 26. Aliran Udara Pada Sistem Peranginan Alami

b. Sistem Ventilasi Mekanis (Mechanical Ventilation Sistem)

Ventilasi mekanis adalah suatu sistem ventilasi yang mengalirkan

udara ke dalam tambang dengan menggunakan mesin angin sebagai alat untuk

memberikan perbedaan tekanan. Sistem ventilasi ini dibedakan menjadi dua

sistem (Balai Diklat TBT, 2006) yaitu :

1) Sistem Hisap (Exhaust System)

Pada sistem ini mesin angin induk diletakan pada jalan udara

keluar. Dengan adanya isapan mesin angin ini, maka tekanan udara di

dalam tambang akan mengecil dan udara dari luar tambang yang

bertekanan besar akan masuk ke dalam tambang. Setelah melalui tempat

kerja maka udara akan menjadi kotor dan dihisap oleh mesin angin untuk

dialirkan keluar tambang.

Keuntungan sistem ventilasi mekanis sistem hisap adalah :

a) Jalan udara masuk dapat digunakan sebagai jalan angkutan utama.

b) Aliran udara lebih mudah dikendalikan untuk menghindari terjadinya

swabakar (self combustion).

c) Relatif tidak menambah kelembaban udara di dalam tambang.

Kerugian sistem ventilasi mekanis sistem hisap adalah :

1) Kurang efektif jika digunakan untuk mengencerkan atau mendilusikan

gas-gas yang ada di dalam tambang.

2) Kurang optimal dalam menurunkan kadar debu dalam tambang.

2) Sistem Hembus (Forcing System)

Pada sistem ini mesin angin utama diletakkan pada jalan udara

masuk. Mesin angin ini akan menekan udara ke dalam tambang, sehingga

udara mengalir melalui jalan-jalan udara di dalam tambang.

Keuntungan sistem ventilasi mekanis hembus adalah :

1) Kecepatan angin yang dihasilkan akan semakin besar sehingga lebih

efektif bila digunakan untuk mengencerkan gas-gas dan menurunkan

kadar debu yang ada di dalam tambang.

2) Udara yang dihembuskan adalah udara bersih sehingga dapat

menurunkan temperatur.

Kerugian dari ventilasi mekanis sistem hembus adalah :

1) Udara dari permukaan kerja yang mengandung gas dan debu akan

mengenai operator dan mesin pada arah balik dan menyebar didalam

lubang.

2) Kelembaban udara didalam tambang relatif meningkat.

3) Aliran udara akan lebih sulit dikendalikan, sehingga dapat

menyebabkan swabakar (self combustion).

c. Sistem Ventilasi Bantu (Auxiliary Ventilation)

Sistem ventilasi bantu sangat diperlukan pada tempat-tempat yang

tidak terjangkau oleh ventilasi induk. Ventilasi bantu ini biasanya diperlukan

pada pekerjaan persiapan atau pembuatan lubang maju. Adapun tujuan dari

sistem ventilasi bantu adalah :

1) Mengalirkan udara kelubang-lubang buntu baik pada pekerjaan

persiapan maupun penambangan.

2) Mengencerkan gas-gas dan menurunkan kadar debu tambang pada

tempat-tempat kerja sampai dibawah nilai ambang batas yang diizinkan.

Sistem ventilasi bantu dapat dibedakan menjadi (NCB, 1978)

a) Sistem Hembus Sederhana (Simple Forcing Sistem)

Pada sistem ini udara bersih dihembuskan kepermukaan kerja

melalui pipa dengan kecepatan tertentu dan udara kotor dari permuka kerja

akan mengalir melalui lubang persiapan tersebut (gambar 27). Sistem

ventilasi ini biasanya digunakan pada pembuatan lubang secara manual

dengan pemboran dan peledakan. Keuntungan dari sistem hembus

sederhana ini adalah efektif untuk mengencerkan gas-gas dan debu

tambang. Sedangkan kerugian dari sistem ini adalah udara kotor yang

mengandung debu dan gas tambang dari permuka kerja akan berbalik arah

mengenai para pekerja dan menyebar didalam lubang.

Pipa hembus < 15 m

fan udara segar

Sumber : Vutukuri, Enviromental Engineering in Mines, Hal 7

Gambar 27. Sistem Hembus Sederhana (Simple Forcing System)

b) Sistem Hisap Sederhana (Simple Exhaust System)

Pada sistem ini udara kotor pada permuka kerja akan dihisap oleh

pipa angin sehingga udara bersih akan mengalir melalui lubang persiapan

kepermuka kerja (gambar 28). Sistem peranginan ini biasanya digunakan

untuk pembuatan lubang persiapan secara mekanis, dimana kadar debu

lebih dominan dari kadar gas tambang. Keuntungan dari sistem hisap

sederhana ini adalah efektif untuk menghindari terjadinya penyebaran

debu di Permuka kerja dan dapat mengarahkan debu tambang tersebut.

Sedangkan kerugiannya adalah kurang efektif dalam mengencerkan gas-

gas tambang dan membersihkan asap pada pembuatan lubang persiapan.

Pipa hisap udara segar

fan < 5 m

Sumber : Felipe Calizaya, Mine Ventilation and Enviromental Engineering, Hal 33

Gambar 28. Sistem Hisap Sederhana ( Simple Exhaust System)

c) Sistem Kombinasi Hembus dan Hisap (Overlap System)

Pada sistem ini udara bersih dihembuskan kepermuka kerja dan

udara kotor yang berasal dari kegiatan dipermuka kerja dihisap oleh mesin

angin bantu yang dilengkapi dust colector. Sistem kombinasi ini

dibedakan menjadi dua :

1)) Forcing With Exhaust Overlap System

Sistem peranginan ini digunakan pada pembuatan lubang

bukaan secara mekanis dimana kadar gas-gas tambang lebih dominan

dari kadar debu tambang pada permuka kerja (gambar 29).

10 m < 15 m

udara fan pipa bantu segar

fan pipa hembus

Sumber : Vutukuri, enviromental Engineering in Mines, Hal 8

Gambar 29. Forcing With Exhaust Overlap System

2)) Exhaust With Forcing Overlap System

Sistem peranginan ini digunakan pada pembuatan lubang

bukaan secara mekanis dimana kadar debu tambang lebih dominan

dari kadar gas-gas tambang pada permuka kerja (gambar 30).

fresh fan pipa bantu air

fan pipa hisap

Sumber : Vutukuri, Enviromental Engineering in Mines, Hal. 8

Gambar 30. Exhaust With Forcing Overlap System

Jenis pipa udara yang digunakan antara lain :

a) Unsupported flexible duct (flat play), jenis ini mempunyai tahanan

(resistance),dan kebocoran (leakage) yang kecil, fleksibel tetapi tidak

dapat digunakan untuk pipa isap karena pipa mudah menciut(gambar

31).

b) “Semi rigid fabric duct” (flexaduct), jenis ini mempunyai tahanan dan

kebocoran yang besar, fleksibel, mudah dalam penyambungan dan

dapat digunakan untuk pipa isap (exhaust) (gambar 32).

c) “Steel duct”, jenis ini mempunyai tahanan dan kebocoran yang kecil,

tidak fleksibel dan sulit dalam penyambungan dan pengangkutannya,

dapat digunakan untuk pipa isap maupun hembus.

Gambar 31. Pipa Unsupported flexible duct (flatlay)

Gambar 32. Pipa Wire Flexibel (Flexaduct)

C. METODOLOGI PEMECAHAN MASALAH

Sistem ventilasi sebagai salah satu kegiatan penambangan, dilakukan agar

selalu tersedianya aliran udara segar kedalam tambang, supaya keperluan untuk

pernafasan para pekerja terpenuhi, juga bagi segala proses yang terjadi didalam

tambang yang memerlukan oksigen dalam proses pengerjaannya. Disamping itu juga

untuk melarutkan dan membawa keluar tambang segala pengotor dari gas-gas yang

ada didalam tambang, menyingkirkan debu, mengatur panas dan kelembaban udara

sehingga kegiatan penambangan menjadi lancar, keadaan kandungan gas dalam udara

tambang memenuhi syarat bagi pernafasan, kandungan debu yang ada berada dalam

ambang batas yang diperbolehkan, yang akhirnya menciptakan suasana dan

lingkungan kerja yang nyaman.

Pada tambang bawah tanah Sigalut pada saat ini, sistem ventilasi yang

digunakan adalah sistem hembus (forcing) dengan mengoperasikan dua buah mesin

angin forcing dengan daya masing-masing 50 HP (37 3 KW) yang disusun secara seri

dan diletakkan dekat lubang masuk slope I, untuk jaringan pemipaannya dipakai pipa

jenis FlatLay dan Wire flexibel. Sedangkan pekerjaan penambangan dititikberatkan

pada development menuju panel IA SG. Dalam rangka memenuhi kebutuhan udara

segar ketika peneroboson jalur menuju panel dilaksanakan dan memenuhi kebutuhan

angin ketika penambangan telah dilaksanakan, maka disusunlah suatu rancangan

ventilasi .

Dari kasus diatas, maka diperlukan suatu metodologi pemecahan agar

penyelesaian masalah menjadi terarah, juga untuk mempermudah penganalisaan.

Faktor-faktor yang diperhitungkan antara lain:

1. Analisis Perencanaan Ventilasi

a. Rancangan sistem ventilasi

b. Tahap rancangan ventilasi

c. Rancangan ventilasi pada saat penambangan panel IA SG

2. Perhitungan dan Penentuan Kuantitas Udara Dipermuka Kerja

a. Perhitungan kuantitas udara pada terowongan dan pipa udara

Langkah-langkah yang dilakukan dalam perhitungan kuantitas udara

masuk ini antara lain:

1) Pengukuran kecepatan aliran udara

Dalam pengukuran kecepatan aliran udara di lubang pipa angin digunakan

Anemometer high speed, sedangkan pengukuran kecepatan aliran udara di

terowongan digunakan Anemometer low speed.

Untuk mengukur kecepatan aliran udara dalam terowongan, digunakan

metode continuous traversing. Metode ini merupakan metode yang paling

umum digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara. Teknik

pelaksanaan traversing ini adalah sebagai berikut:

a) Sambungkan anemometer dengan tongkat, kemudian pegang tongkat pada

ujung nya dan arahkan anemometer tegak lurus aliran udara (menghadap

aliran udara).

b) Stopwatch harus mulai menghitung waktu bersamaan dengan saat awal

jarum anemometer bergerak dari angka nol.

c) Gerakkan anemometer dengan kecepatan konstan 0,2 – 0,3 m/dtk yang

dimulai dari sisi lubang dan diakhiri pada sisi yang lainnya dengan

gerakan bergelombang naik turun dari dasar lubang hingga atap lubang

dari arah sisi satu ke sisi lainnya.

d) Setelah mencapai titik akhir pengukuran, secara bersamaan stopwatch dan

anemometer dimatikan.

e) Kecepatan aliran udara dapat dihitung dengan membagi hasil pembacaan

dari anemometer (m) dengan waktu yang diperlukan selama satu kali

traversing.

f) Lakukan traversing minimal 10 kali.

Sedangkan untuk pengukuran kecepatan aliran udara di pipa angin dapat

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a) Anemometer high speed diletakkan pada ujung pipa angin.

b) Perhatikan angka kecepatan aliran udara sampai konstan, kemudian tekan

tombol stop, pengukuran dilakukan beberapa kali agar diperoleh

kecepatan rata-rata.

2) Pengukuran Luas Jalur Udara

Yaitu dengan mengukur tinggi serta lebar terowongan. Juga mengukur

luas penghalang yang ada seperti belt conveyor dan pipa udara. Didalam

lubang bukaan, besarnya luas penampang tergantung kepada bentuk

penampang jalur udara tersebut. Dalam hal ini jenis penyangganya adalah

Arches dengan bentuk penampang seperti yang terlihat pada gambar 32.

Gambar 33. Arches

Sedangkan untuk pipa udara, luas penampang nya dapat dihitung dengan

rumus berikut,

A = ¼ . π . d2

Dimana, d adalah diameter penampang pipa udara (m)

Dengan demikian luas penampang total dapat diperoleh dengan

mengurangi hasil perhitungan luas penampang dengan rumus diatas

dengan luas penampang penghalang.

3) Perhitungan kuantitas udara

Selanjutnya, perhitungan kuantitas udara pada terowongan dan pipa

didapatkan dari perkalian antara kecepatan aliran udara tambang dengan

Q = V x A

luas penampang jalan udara. Persamaan besarnya kuantitas udara tambang

dalam adalah(Hartman H.L., 1982):

Dimana :

Q = Kuantitas udara tambang (m3/dtk)

V = Kecepatan aliran udara tambang (m/dtk)

A = Luas penampang jalan udara tambang (m2)

b. Perhitungan kuantitas udara dipermuka kerja

1) Berdasarkan kebutuhan udara minimal pernafasan para pekerja di

permuka kerja.

Yaitu dengan mengalikan jumlah manshift dimasing-masing permuka

kerja dan kuantitas kebutuhan minimum udara yang dibutuhkan (0,01

m3/dtk/orang)

Q = orang/gilir x m3/dtk/orang

Q = m3/dtk/gilir

2) Berdasarkan kebutuhan udara minimum untuk mengencerkan gas.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam perhitungan ini adalah :

a) Dengan mengetahui produksi pergilir, yaitu dengan mengalikan luas

penampang jalur udara dengan kemajuan rata-rata penggalian pergilir

dan berat jenis batubara, dengan persamaan seperti dibawah ini :

P = m3 x m/glran x ton/m3

P = ton/giliran

b) Emisi gas methan

Dengan mengalikan produksi penggalian pergilir dengan emisi gas

methan yang diasumsikan yaitu 0,025 m3/ton batubara

Qg = ton/gilir x m3/ton x 1/waktu efektif jam kerja pergilir

Qg = m3/dtk

Maka kuantitas udara untuk mendilusi gas methan diperoleh dengan

perhitungan seperti persamaan dibawah ini :

dimana :

Qudara = kuantitas udara yang dibutuhkan (m3/dtk)

Qgas = kuantitas emisi methan yang diperkirakan (m3/dtk)

MAC = Maximum Allowable Concentration (batas maksimum

kandungan gas methan di udara 1%)

Bgas = kandungan gas pada intake air (%)

3) Berdasarkan kecepatan aliran udara minimum untuk mengontrol kualitas

udara tambang.

Yaitu dengan mengalikan kecepatan aliran udara minimum di permuka

kerja (0,3 m/dtk) dengan dimensi lubang yang akan ditembus oleh RH

S220 M (5m x 3,5m) dan Dosco 3 (4,5m x 3,5m)

Q = (m x m) x m/dtk

Q = m3/dtk

4) Berdasarkan kecepatan udara minimum untuk mengontrol temperatur

efektif dan kelembaban relatif.

Dengan mengalikan dimensi lubang dan kecepatan udara minimum untuk

mengendalikan temperatur efektif dan kelembaban relatif sebesar 0,5

m/dtk.

Q = m2 x m/dtk

Q = m3/dtk

Untuk mencukupi kebutuhan udara minimum dipermuka kerja,

maka diambil harga Q terbesar.

SAFETY FACTOR

Kemudian diasumsikan adanya penambahan kuantitas udara

sebagai faktor keselamatan (Safety factor). Yaitu karena adanya kebutuhan

udara dari faktor perembesan gas, debu tambang, pendinginan mesin-

mesin yang ada dan kebutuhan lainnya seperti tambahan atau masuknya

orang-orang yang tidak secara rutin, sehingga untuk memperkirakan

kebutuhan minimum diberikan faktor keselamatan (Safety factor) sebesar

1,5.

c. Perhitungan Kemampuan Mesin Angin Bantu Dipermuka Kerja

Kebutuhan udara pada permuka kerja di tambang bawah tanah diperlukan

untuk mencukupi kebutuhan-kebutuhan seperti pernapasan para pekerja, untuk

mendilusi gas-gas dan debu-debu yang timbul akibat aktivitas dipermuka

kerja. Pada pekerjaan development pembuatan lubang bukaan dibutuhkan

udara yang cukup. Kuantitas udara ini berhubungan erat dengan kapasitas

mesin angin. Dalam pembuatan lubang bukaan biasanya digunakan mesin

angin Forcing 50 HP dan Exhaust 25 HP. Maka perlu dilakukan perhitungan

untuk menentukan daya mesin angin yang digunakan untuk mengalirkan

sejumlah udara melalui pipa dengan panjang tertentu. Penentuan daya mesin

angin ini sangat penting karena jika daya mesin angin yang dipakai terlalu

besar maka akan mengakibatkan resirkulasi dipermuka kerja, sebaliknya jika

daya yang digunakan terlalu kecil maka kuantitas udara yang disuplay ke

permuka kerja tidak mencukupi. Dalam perhitungan ini diasumsikan pipa

dalam keadaan baik.

1) Tahanan total di sepanjang pipa

r n = r x L

r n = gaul / m x m

r n = gaul

2) Kehilangan udara disepanjang pipa

k n = k x L

k n = m3/dtk/m x m

k n = m3/dtk

3) Dari grafik quantity ratio diperoleh harga Qr

4) Kuantitas udara yang dihisap mesin angin

Q1 = Kuantitas udara minimum dipermuka kerja x quantity ratio

Q1 = Q2 x Qr

Q1 = m3/dtk

5) Kuantitas udara rata-rata yang mengalir pada pipa

Qm = 2 (Q1) + 3 (Q2)5

Qm = m3/dtk

6) Tekanan yang diberikan mesin angin

P1 = r n x (Qm)2

P1 = Pa

7) Dari kurva karakteristik mesin angin bantu, didapat harga kuantitas udara

yang diisap oleh mesin angin (Q1')

8) Kuantitas udara yang didistribusikan sesungguhnya oleh mesin angin

sampai kepermuka kerja.

Q2' = Q1' / Qr

Keterangan :

r = Resistance Constant (gaul/m)

k = Leakage Constant (m3/dtk)

L = Panjang Pipa (m)

r n = Tahanan Total (gaul)

k n = Kehilangan Udara (m3/dtk)

Qr = Quantity Ratio (m3/dtk)

Q1 = Kuantitas Udara Yang Dihisap Mesin Angin (m3/dtk)

Q2 = Kuantitas Minimum Dipermuka Kerja (m3/dtk)

Qm = Kuantitas Udara Rata-Rata Yang Mengalir Pada Pipa (m3/dtk)

P1 = Tekanan Yang Diberikan Mesin Angin (Pa)

Q1' = Kuantitas Yang Dihisap Mesin Angin (m3/dtk)

Q2' = Kuantitas Yang Didistribusikan Mesin Angin di Permuka Kerja

(m3/dtk)

Dimana nilai k dan r diperoleh dari tabel berikut,

Tabel 11. Hambatan dan Kebocoran Pipa AnginDiameter

(mm)

Steel Flatlay Flexadux

R k r k r k

300 736 0.07 960 0.08 2240 0.18

400 175 0.1 228 0.11 532 0.24

450 97 0.11 126 0.12 295 0.27

500 57 0.12 75 0.14 174 0.3

600 23 0.14 30 0.16 70 0.36

750 8 0.18 10 0.2 23 0.45

900 3 0.22 4 0.24 9 0.55

1000 2 0.24 2 0.27 5 0.62

r Resistance constant in gaul / 100m

k Leakage constant in m3 / dtk / 100 m at 1 kPa

* Calizaya, Felipe, Mine Ventilation and Enviromental Engineering