BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada dasarnya sistem pada tambang bawah tanah adalah suatu sistem yang

unik, Karena mengkombinasikan berbagai metode penambangan, ventilasi supporting

hingga kegiatan yang kompleks. Pembuatan ventilasi ini bertujuan agar para pekerja

di dalam tambang tidak kehabisan udara segar. Karena dapat menyebabkan hilangnya

nyawa para pekerja, oleh karena itu perlunya pengaturan ventilasi yang sesuai dengan

kebutuhan yang memberikan jaminan suplai udara yang memadai dan dapat bekerja

dengan optimal.

Ventilasi tambang merupakan salah satu aspek penunjang bagi peningkatan

produktivitas para pekerja tambang bawah tanah. Pada tambang bawah tanah sistem

ventilasi sangat berperan penting guna memenuhi kebutuhan pernapasan manusia

( pekerja ) dan juga untuk menetralkan gas – gas beracun, mengurangi kosentrasi

debu yang berada di dalam udara tambang dan untuk mengatur temperature udara

tambang sehingga akan tercipta kondisi kerja yang aman dan nyaman.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penyusunan makalah ini yaitu :

a. Untuk mengetahui apa itu Ventilasi Alami

b. Prinsip Kerja Ventilasi Alami

Tujuan dari penyusunan makalah ini sebagai salah satu syarat kelulusan pada

mata kuliah Ventilasi Tambang

1

BAB II

VENTILASI TAMBANG

2.1 Definisi Ventilasi

Ventilasi adalah pengendalian pergerakan udara, arah, dan jumlahnya.

Meskipun tidak memberikan kontribusi langsung ke tahap operasi produksi, ventlasi

yang kurang tepat seringkali akan menyebabkan efisiensi yang lebih rendah dan

produktivitas pekerja menurun, tingkat kecelakaan meningkat, dan tingginya tingkat

kehadiran. Sistem ventilasi merupakan metode aplikasi dari prinsip fluida dinamik

(dalam hal ini udara) terhadap laju udara pada bukaan tambang bawah tanah. Sistem

ventilasi ini diperlukan tidak hanya untuk memberikan asupan udara bersih bagi

pekerja tambang tapi juga bagi alat-alat mekanis di lokasi tersebut. Pada dasarnya,

sistem ventilasi tambang bawah tanah ini memiliki tiga fungsi umum, yaitu :

1. Sebagai kontrol kualitas dan kuantitas udara, yaitu menyediakan dan

mengalirkan udara segar ke dalam tambang untuk kebutuhan pernafasan

pekerja dan proses lain yang ada di dalamnya, termasuk debit dan tekanan.

2. Melarutkan dan membuang gas-gas pengotor hingga mencapai kondisi

balance (equilibrium) terutama setelah aktivitas peledakan dan memenuhi

syarat bagi aktivitas penambangan.

3. Menyingkirkan debu dan partikuler hingga berada di bawah nilai ambang

batas (NAB) dan aman untuk melaksanakan aktivitas tambang.

4. Mengatur (adjustment) temperatur, kelembaban di dalam tambang sehingga

memberikan kondisi yang nyaman untuk bekerj

2

2.2 Prinsip Ventilasi Tambang

1. Udara akan cenderung mengalir dari kondisi tekanan yang lebih tinggi ke

tekanan yang lebih rendah. 

2. Udara akan cenderung mengalir melalui jalur-jalur ventilasi yang memberikan

tekanan lebih kecil dibandingkan dengan jalur yang mempunyai tahanan yan

glebih besar. 

3. Hukum-hukum mekanika fluida akan selalu diikuti dalam perhitungan

ventilasi tambang.

2.4 Jenis – Jenis Ventilasi Tambang

1.   Ventilasi Alami ( natural ventilation )

Jika suatu tambang memiliki dua shaft yang saling berhubungan pada

kedalaman tertentu, sejumlah udara akan mengalir masuk ke dalam tambang

meskipun tanpa alat mekanis. Ventilasi alam disebabkan udara pada downcast shaft

lebih dingin dari udara pada upcast shaft. Dan juga dipengaruhi oleh perbedaan

tekanan dan densitas udara antara dua shaft yang saling berhubungan tersebut.

Ventilasi alami terjadi karena perbedaan temperatur di dalam dan luar stope.

Temperatur di dalam stope  akan mempengaruhi terjadinya ventilasi alami. Apabila

terdapat perbedaan temperatur intake airway dan return airway yang ketinggian

mulut pit intake dan Outakenya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan udara di

dalam dan di luar stope atau udara di intake airway dan return airway yang berbeda

temperaturnya, yang akan membangkitkan aliran udara.

3

2.   Ventilasi Mekanis ( artificial / mechanical ventilation )

Ventilasi mekanis adalah jenis ventilasi dimana aliran udara masuk ke dalam

tambang disebabkan oleh perbedaan tekanan yang ditimbulkan oleh alat mekanis.

Yang dimaksud peralatan ventilasi mekanis adalah semua jenis mesin penggerak

yang digunakan untuk memompa dan menekan udara segar agar mengalir ke dalam

lubang bawah tanah. Yang paling penting dan umum digunakan adalah fan atau

mesin angin. Mesin angin adalah pompa udara, yang menimbulkan adanya perbedaan

tekanan antara kedua sisinya, sehingga udara akan bergerak dari tempat yang

tekanannya lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah. Pada proses menerus dapat

dilihat  bahwa mesin angin menerima udara pada tekanan tertentu dan dikeluarkan

dengan tekanan yang lebih besar.

Jadi mesin angin adalah perubah energi dari mekanis ke fluida, dengan

memasok tekanan untuk mengatasi kehilangan tekan (head losses) dalam aliran

udara. Pergerakan udara di tambang bawah tanah dibangkitkan dan diatur oleh

pembangkit tekanan yang disebut ventilator atau mesin angin. Mesin angin yang

memasok kebutuhan udara untuk seluruh tambang dinamakan mesin angin utama

(main fan). Mesin angin yang digunakan untuk mempercepat aliran udara pada

percabangan atau suatu lokasi tertentu di dalam tambang, tetapi tidak menambah

volume total udara di dalam tambang disebut mesin angin penguat (booster fans),

sedangkan mesin angin yang digunakan pada lokasi kemajuan atau saluran udara

tertutup (lubang buntu) dinamakan mesin angin bantu (auxiliary fans). Berdasarkan

cara menimbulkan udaranya serta letak mesinnya, ventilasi mekanis  dibedakan

menjadi tiga metode yaitu :

4

1 Metode hisap ( exhaust system )

Sistem exhausting akan memberikan hembusan udara yang berkebalikan dengan

sistem forcing, yaitu bertekanan negatif ke front kerja. Tekanan negatif yang

dimaksud disini adalah tekanan yang dihasilkan oleh proses penghisapan udara.

Pada sistem exhausting, fan diletakkan dekat dengan front kerja, sehingga dapat

memudahkan kerjanya dalam menghisap udara dari front kerja tersebut. 

2. Metode hembus ( forcing sytem )

Sistem forcing akan memberikan hembusan udara bertekanan positif ke front kerja.

Tekanan positif  berarti aliran udara ini mempunyai tekanan lebih besar dibanding

udara di atmosfer. Pipa/saluran ventilasi ini menghubungkan fan dengan front kerja 

3.   Metode hisap hembus ( overlap system )

Sistem ini merupakan gabungan dari sistem exhausting dan forcing. Berbeda dengan

kedua sistem diatas, sistem ini menggunakan 2 fan yang memiliki tugas berbeda satu

sama lain. Ada fan yang bertugas menyuplai udara ke front (intake fan), ada fan yang

bertugas untuk menghisap udara dari front (exhausting fan). Tetapi exhaust fan

dipasang lebih mundur (lebih jauh) dari front penambangan. Sedangkan duct akhir

dari intake fan dipasang lebih dekat dengan front penambangan. Hal ini untuk

mencegah agar udara yang disuplai langsung dihisap oleh exhaust fan sehingga udara

akan memiliki waktu untuk bersirkulasi pada front penambangan. 

c.Ventilasi Bantu ( Auxiliary Ventilation )

Udara ventilasi yang disalurkan ke terowongan utama maupun ventilasi

permuka kerja penambangan biasanya dilakukan dengan membawa udara masuk

(intake air) secara langsung melalui jalan udara sepanjang penampang terowongan.

5

Ventilasi juga dapat dilaksanakan dengan mengirimkan angin/udara yang

dibangkitkan oleh kipas angin lokal, air jet dan lain-lain, dengan menggunakan

saluran udara (air duct) ke lokasi yang tidak dapat dipenuhi oleh ventilasi utama,

seperti pada lokasi terowongan buntu (lokasi pembuatan lubang maju). Dilihat dari

segi fasilitas peralatan, ventilasi bantu dapat dibagi menjadi ventilasi saluran udara,

brattice, dan static air mover.

6

BAB III

VENTILASI ALAMI

Jika suatu tambang memiliki dua shaft yang saling berhubungan pada

kedalaman tertentu, sejumlah udara akan mengalir masuk ke dalam tambang

meskipun tanpa alat mekanis. Ventilasi alam disebabkan udara pada downcast shaft

lebih dingin dari udara pada upcast shaft. Dan juga dipengaruhi oleh perbedaan

tekanan dan densitas udara antara dua shaft yang saling berhubungan tersebut.

Gambar 3.1 Ventilasi Alami

Ventilasi alami terjadi karena perbedaan temperatur di dalam dan luar stope.

Temperatur di dalam stope  akan mempengaruhi terjadinya ventilasi alami. Apabila

terdapat perbedaan temperatur intake airway dan return airway yang ketinggian

mulut pit intake dan Outakenya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan udara di

dalam dan di luar stope atau udara di intake airway dan return airway yang berbeda

temperaturnya, yang akan membangkitkan aliran udara.

7

Setiap kenaikan atau penurunan temperatur sebesar 1°C, sumua jenis gas akan

memuai atau menyusut sebesar 1/273 kali volumenya pada 0°C. Dengan kata lain,

berat per satuan volume akan bertambah atau berkurang sebesar 1/273 kali.

Temperatur di permukaan (di luar tambang bawah tanah) berubah secara drastis

tergantung dari musim (terutama di negara 4 musim). Dalam satu hari, temperatur di

luar tambang bawah tanah juga mengalami perubahan kecil dari siang ke malam.

Tetapi, temperatur di dalam tambang bawah tanah pada ke dalaman tertentu hampir

tidak ada perubahan yang besar sepanjang 4 musim, atau antara malam dan siang.

Gambar 3.1 Ventilasi Alami Saat Musim Dingin

8

Gambar 3.2 Ventilasi Alami Saat Musim Dingin Yang dilengkapi dengan Kipas

Temperatur di dalam tambang bawah tanah yang panas buminya tidak tinggi,

pada musim panas lebih rendah dari pada temperatur udara luar, dan pada musim

dingin lebih tinggi dari pada temperatur udara luar. Sehingga, apabila terdapat

perbedaan temperatur jalan udara masuk dan jalan udara buang yang ketinggian

portal udara masuk dan udara keluarnya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan

udara di dalam dan di luar tambang bawah tanah atau udara di jalan udara masuk dan

jalan udara buang akibat temperatur, sehingga membangkitkan daya ventilasi.

Penyebab yang dapat membangkitkan daya ventilasi adalah sebagai berikut :

a)  Perbedaan Tinggi Mulut Pit Intake dan Outake

b)  Perbedaan temperature intake dan return airway

c)  Perbedaan temperatur di dalam dan di luar pit

d)  Komposisi udara di dalam pit

e)  Tekanan atmosfir

9

Pada suatu pit yang mempunyai 2 buah mulut pit yang ketinggiannya

berbeda, dimana pada musim panas temperature di dalam pit lebih rendah dari pada

temperature luar, maka udara di dalam pit menjadi lebih berat dari pada udara di luar

pi yang sama – sama mempunyai tinggi L, sehingga mulut pit bawah menjadi

Outtake/exhaust. Pada musim dingin terjadi kebalikannya.

Gambar 3.3 Kondisi Ventilasi Alami

Daya ventilasi alami dapat dinyatakan dengan rumus berikut :

………………………………( 1.1 )

Dimana :

h = Tekanan Ventilasi ( mmaq )

L = Perbedaan tinggi ( m )

t = Temperatur exhaoust air ( C0 )

ta = Temperatur udara

10

walaupun intake dan outtake berupa vertical shaft, ventilasi alami tetap bekerja

karena perbedaan temperature dan kedalaman kedua vertical shaft.

Gambar 3.4 Ventilasi Alami Pada Vertical Shaft

Dalam hal ini, rumus ventilasi alami dapat dinyatakan dengan rumus berikut :

……………….( 1.2 )

Seandainya kedua vertical shaft berada pada level yang sama, maka L1 – L2 menjadi

0, sehingga rumus menjadi

………………………( 1.3 )

Ventilasi alami terutama terjadi karena perbedaan temperature di dalam dan luar pit,

maka ketika perbedaannya pada musim semi dan gugur, daya ventilasi semakin

berkurang, bahkan kadang kala disuatu hari atau karena siang dan malam aliran

ventilasi berbalik, atau kadang – kadang sama sekali tidak mengalir. Oleh karena itu,

selain tambang batu bara yang sama sekali tidak timbul gas metan, tambang batu bara

yang sedikit sekali saja timbul gas, ventilasi yang dilakukan dengan metode ini

berbahaya. Namun, karena ventilasi mesin pun, daya ventilasi alami ini tetap bekerja.

11

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Ventilasi adalah pengendalian pergerakan udara, arah, dan jumlahnya.

Meskipun tidak memberikan kontribusi langsung ke tahap operasi produksi, ventlasi

yang kurang tepat seringkali akan menyebabkan efisiensi yang lebih rendah dan

produktivitas pekerja menurun, tingkat kecelakaan meningkat, dan tingginya tingkat

kehadiran. Pada dasarnya, sistem ventilasi tambang bawah tanah ini memiliki tiga

fungsi umum, yaitu :

1.Sebagai kontrol kualitas dan kuantitas udara, yaitu menyediakan dan mengalirkan

udara segar ke dalam tambang untuk kebutuhan pernafasan pekerja dan proses lain

yang ada di dalamnya, termasuk debit dan tekanan.

2.Melarutkan dan membuang gas-gas pengotor hingga mencapai kondisi balance

(equilibrium) terutama setelah aktivitas peledakan dan memenuhi syarat bagi aktivitas

penambangan.

3.Menyingkirkan debu dan partikuler hingga berada di bawah nilai ambang batas

(NAB) dan aman untuk melaksanakan aktivitas tambang.

4.Mengatur (adjustment) temperatur, kelembaban di dalam tambang sehingga

memberikan kondisi yang nyaman untuk bekerja.

Jenis Ventilasi Tambang ada 2 yaitu Ventilasi Alami dan Ventilasi Mekanis.

Ventilasi alami terjadi karena perbedaan temperatur di dalam dan luar stope.

Temperatur di dalam stope  akan mempengaruhi terjadinya ventilasi alami. Apabila

12

terdapat perbedaan temperatur intake airway dan return airway yang ketinggian

mulut pit intake dan Outakenya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan udara di

dalam dan di luar stope atau udara di intake airway dan return airway yang berbeda

temperaturnya, yang akan membangkitkan aliran udara.

13

DAFTAR PUSTAKA

http://dunia-atas.blogspot.com/2013/10/fungsi-dan-prinsip-ventilasi-tambang.html

http://www.michanarchy.com/2013/06/pendahuluan-ventilasi-tambang-bawah.html

http://sasastem.blogspot.com/2014/12/ventilasi-tambang-bawah-tanah.html

https://tambangunhas.wordpress.com/tag/teknik-ventilasi/

14