Ventilasi tambang part2
Transcript of Ventilasi tambang part2
Ventilasi Tambang
Vetilasi Tambang
Dalam proses penambangan bawah tanah, salah satu hal yang penting adalah dibuatnya
ventilasi tambang, 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.
1. Fungsi Ventilasi Tambang
Ventilasi tambang berfungsi untuk :
Menyediakan dan mengalirkan udara segar kedalam tambang untuk keperluan
menyediakan udara segar (oksigen) bagi pernapasan para pekerja dalam tambang dan
juga bagi segala proses yang terjadi dalam tambang yang memerlukan oksigen.
Melarutkan dan membawa keluar dari tambang segala pengotoran dari gas-gas yang ada
di dalam tambang hingga tercapai keadaan kandungan gas dalam udara tambang yang
memenuhi syarat bagi pernapasan.
Menyingkirkan debu yang berada dalam aliran ventilasi tambang bawah tanah hingga
ambang batas yang diperkenankan.
Mengatur panas dan kelembaban udara ventilasi tambang bawah tanah sehingga dapat
diperoleh suasana / lingkungan kerja yang nyaman.
2. Prinsip Ventilasi Tambang
Pada pengaturan aliran udara dalam ventilasi tambang bawah tanah, berlaku hukum alam bahwa;
Udara akan mengalir dari kondisi bertemperatur rendah ke temperatur panas.
Udara akan lebih banyak mengalir melalui jalur-jalur ventilasi yang memberikan tahanan
yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur bertahanan yang lebih besar.
Hukum-hukum mekanika fluida akan selalu diikuti dalam perhitungan dalam ventilasi
tambang.
3. Lingkup Bahasan Ventilasi Tambang
Pengaturan./Pengendalian kualitas udara tambang. Dalam hal ini akan dibahas
permasalahan persyaratan udara segar yang diperlukan oleh para pekerja bagi pernafasan
yang sehat dilihat dari segi kualitas udara (Quality control).
Pengaturan/pengendalian kuantitas udara tambang segar yang diperlukan oleh pekerja
tambang bawah tanah. Dalam hal ini akan dibahas perhitungan untuk jumlah aliran udara
yang diperlukan dalam ventilasi dan pengaturan jaringan ventilasi tambang sampai
perhitungan kapasitas dari kipas angin
Pengaturan suhu dan kelembaban udara tambang agar dapat diperoleh lingkungan kerja
yang nyaman. Dalam hal ini akan dibahas mengenai penggunaan ilmu yang mempelajari
sifat-sifat udara atau psikrometri (psychrometry).
Dalam membahas pengaturan ventilasi tambang yang bersifat mekanis perlu juga dipahami
masalah yang berhubungan dengan kemungkinan adanya aliran udara akibat ventilasi alami,
yaitu antara aliran udara sebagai akibat perbedaan temperatur yang timbul secara alami.
4. Pengertian Mengenai Udara Tambang
Udara segar normal yang dialirkan pada ventilasi tambang terdiri dari ; Nitrogen, Oksigen,
Karbondioksida, Argon dan Gas-gas lain seperti terlihat pada tabel di bawah.
Sistem Ventilasi
Di bawah tanah dari suatu tambang batu bara, diasumsikan terjadi berbagai jenis
kecelakaan yang sama sekali tidak terbayangkan pada industri lain, dan ternyata pada masa lalu
di Jepang juga pernah banyak terjadi kecelakaan. Di antaranya yang paling mengerikan adalah
ledakan gas dan debu batu bara. Sudah barang tentu, penyebabnya adalah keberadaan gas metan
yang mencapai batas ledakan. Pada tambang bawah tanah, yang paling penting dari segi
keselamatan adalah mengencerkan dan menyingkirkan gas metan yang timbul dari lapisan batu
bara, dengan ventilasi. Oleh karena itu, perencanaan ventilasi merupakan masalah khas tambang
batu bara bawah tanah yang perlu ditentukan paling hati-hati.
1. Tujuan Ventilasi Dan Pokok Pertimbangan Mengenai Ventilasi
1.1 Tujuan Ventilasi
Mengencerkan dan menyingkirkan berbagai macam gas, terutama metan, yang muncul di
dalam tambang bawah tanah.
Menyediakan udara segar yang diperlukan untuk pernapasan pekerja.
Menyediakan udara yang diperlukan untuk mengendalikan peningkatan temperatur
tambang bawah tanah akibat panas bumi, panas oksidasi dan lain-lain.
Di antara tujuan di atas, sudah barang tentu menyediakan udara yang diperlukan untuk
pernapasan pekerja adalah hal yang penting, namun pengaturan temperatur di dalam tambang
bawah tanah juga hal yang penting dilihat dari segi pelaksanaan pekerjaan. Akan tetapi, dengan
melakukan ventilasi yang cukup untuk menyingkirkan gas, tujuan tersebut biasanya dapat
tercapai dengan sendirinya.
Oleh karena itu, perancangan ventilasi dan struktur tambang bawah tanah, serta manajemen pada
waktu pengoperasian sebenarnya, harus dilakukan dengan meletakkan titik berat pada jaminan
keselamatan, sambil mempertimbangkan rencana ekstraksi dan rencana pengangkutan di masa
depan.
Ventilasi yang mencapai keseluruhan tambang bawah tanah disebut ventilasi utama,
sedangkan ventilasi secara lokal di dalam tambang bawah tanah disebut ventilasi lokal.
Dalam rangka penentuan rencana ventilasi, sebaiknya mempertimbangkan persyaratan di bawah
ini :
1. Konstruksinya dibuat sedemikian rupa, agar ventilasi yang diperlukan untuk
pengembangan tambang bawah tanah dapat dilakukan dengan paling ekonomis, dan
konstruksinya dibuat memiliki kelonggaran (kelebihan) udara ventilasi secukupnya,
untuk menghadapi perkembangan tambang bawah tanah di kemudian hari, serta
peningkatan gas yang mungkin timbul.
2. Struktur yang diinginkan untuk metode ventilasi adalah sistem diagonal pada ventilasi
utama (penjelasannya akan diberikan kemudian). Sedangkan menyediakan sumuran tegak
khusus untuk ventilasi tehadap penambangan bagian dalam, adalah tindakan yang
rasional. Di tempat yang sulit dilakukan penggalian sumuran tegak (misalnya di tambang
batu bara dasar laut), diharapkan memiliki sumuran miring khusus dengan penampang
berbentuk lingkaran. Selain itu, konstruksinya dibuat sedemikian rupa agar tahanan
ventilasi jalan udara (lorong ventilasi) utama menjadi sekecil mungkin, dan
memungkinkan mengambil ventilasi cabang sebanyak mungkin dari lorong ini.
3. Dalam melaksanakan pengembangan tambang bawah tanah dan penambangan, maka
dilihat dari segi konstruksi tambang bawah tanah, adalah penting untuk membuat
ventilasi permuka kerja ekstraksi batu bara dan penggalian lubang bukaan menjadi
independen secara sempurna, dan ventilasi untuk zona yang luas diharapkan mempunyai
sistem ventilasi, baik udara masuk maupun udara buang, yang terpisah dari daerah lain.
1.2 Penentuan Ventilasi Yang Diperlukan
Penentuan ventilasi yang diperlukan, harus dilakukan dengan mempertimbangkan hal-hal di atas.
Berikut ini akan dijelaskan secara ringkas, hal-hal yang dapat menjadi referensi dalam
perancangan yang konkrit.
Jumlah udara masuk per ton produksi batu bara per hari.Dari prestasi di tambang batu
bara Jepang, jumlah udara per ton produksi batu bara per hari adalah sekitar 1~8(m3/min).
Angka ini akan berbeda menurut jumlah emisi gas, tingkat pemusatan permuka kerja dan
jumlah aliran cabang, di mana pada tambang bawah tanah yang jumlah emisi gasnya
banyak, angka ini umumnya di atas 4(m3/min). Dari contoh di lapangan batu bara Eropa
dikatakan, bahwa tambang bawah tanah yang tidak ada masalah dari segi emisi gas dan
kondisi atmosfir tambang bawah tanah, angka ini adalah 2(m3/min), tambang bawah
tanah yang baru mulai konstruksi adalah 3(m3/min) dan tambang bawah tanah yang
mempunyai masalah dari segi kondisi atmosfirnya adalah sekitar 4(m3/min).
Catatan : Menurut hasil penelitian yang memplotkan jumlah emisi metan dan kedalaman
tambang rata-rata untuk tambang batu bara bawah tanah 8 negara penghasil utama batu bara,
yaitu Amerika Serikat, Australia, Inggris, Jerman, Polandia, RRC, Cekoslovakia dan bekas Uni
Soviet, maka
Y = 4,1 + 0,023X
Y : jumlah emisi metan (m3/t)
X : kedalaman ekstraksi rata-rata (m)
Hal yang ditentukan di dalam peraturan keselamatan tambang batu bara Jepang
Peraturan keselamatan tambang batu bara Jepang mengatur mengenai udara tambang bawah
tanah sebagai berikut :
1. Kandungan oksigen pada udara di dalam tambang bawah tanah harus lebih besar dari
19% dan kandungan gas karbon dioksida harus lebih kecil dari 1%.
2. Kandungan gas mudah nyala di dalam udara buang aliran cabang utama serta di lokasi
kerja harus lebih kecil dari 1,5% dan di dalam aliran udara di tempat lalu lintas di dalam
tambang bawah tanah harus lebih kecil dari 2%.
3. Temperatur udara di lokasi kerja di dalam tambang bawah tanah harus lebih rendah dari
37°C.
4. Jumlah udara ventilasi di portal udara masuk mengambil standar jumlah udara
maksimum untuk pekerja tambang yang bekerja dalam waktu bersamaan di dalam
tambang bawah tanah selama satu hari, dan untuk tambang batu bara kelas A harus dibuat
lebih besar dari 3m3 per menit per orang.
5. Kecepatan udara ventilasi harus lebih rendah dari 450 m/menit. Kecuali pada sumuran
tegak dan lorong khusus untuk ventilasi boleh ditingkatkan sampai 600 m/menit.
Jadi, di Jepang, selama tidak ada alasan yang khusus, harus ditentukan jumlah udara ventilasi
yang membuat kondisi di dalam tambang bawah tanah memenuhi persyaratan-persyaratan di atas
tersebut.
1.3 Struktur Tambang Bawah Tanah Dilihat Dari Segi Ventilasi
1. 1.3.1 Sistem Terpusat Dan Sistem Diagonal
Pada waktu pembangunan tambang batu bara, 2 buah sumuran miring atau sumuran tegak
digali saling berdekatan, misalnya sumuran miring utama dan sumuran miring paralel, lorong
kemajuan utama dan lorong kemajuan paralel, sumuran tegak udara masuk dan sumuran tegak
udara buang, di mana salah satunya dijadikan jalan udara masuk dan satunya lagi udara buang,
dan hingga tambang bawah tanah berkembang mencapai tahap tertentu, ventilasi dilakukan
melalui jalan udara masuk dan udara buang ini. Metode ventilasi di mana jalan udara masuk dan
jalan udara buangnya saling berdekatan dinamakan ventilasi sistem terpusat.
Dengan berkembang dan meluasnya tambang bawah tanah, jalan udara menjadi semakin
panjang, tekanan ventilasi yang diperlukan juga semakin besar, sehingga pada ventilasi sistem
terpusat, tahanan ventilasinya membesar, dan selain itu, karena jalan udara masuk dan udara
buang berdekatan, bersamaan dengan meningkatnya tekanan ventilasi, udara bocor semakin
meningkat, hingga jumlah udara efektif berkurang. Oleh karena itu, biasanya di tempat yang
terpisah jauh digali jalan udara buang baru, sedangkan lorong kemajuan utama dan lorong
kemajuan paralel yang digunakan selama ini, keduanya dijadikan jalan udara masuk. Metode
ventilasi yang jalan udara masuk dan udara buangnya terpisah jauh seperti ini disebut ventilasi
sistem diagonal.
Keunggulan ventilasi sistem diagonal antara lain adalah :
1. Perpanjangan jalan udara utama dapat dikurangi drastis. Jadi tahanan ventilasi dan biaya
perawatan lorong dapat berkurang.
2. Karena jalan udara masuk dan jalan udara buang tidak berdekatan, kebocoran udara di
antaranya berkurang, dan pintu udara serta alur udara tidak perlu banyak.
3. Seandainya terjadi kecelakaan seperti ledakan di dalam tambang bawah tanah, pemulihan
sistem ventilasi mudah dilakukan.
4. Karena portal udara masuk dan udara buang terpisah jauh, tidak ada kekhawatiran udara
buang bercampur masuk ke dalam udara masuk akibat arah angin.
1. 1.3.2 Pembagian Aliran Udara
Aliran cabang utama pada ventilasi tambang bawah tanah, pecah menjadi beberapa aliran
cabang, kemudian setiap aliran cabang terbagi lagi untuk menyapu permuka kerja dan menjadi
udara buang. Lama-lama aliran cabang udara buang lain juga berkumpul dan bergabung dengan
udara buang utama dan dibuang ke luar tambang bawah tanah. Berpecah dan mengalirnya aliran
udara seperti ini disebut pembagian aliran udara atau pencabangan aliran udara.
Pembagian aliran udara mempunyai efek sebagai berikut :
1. Tahanan ventilasi menjadi kecil karena pembagian, sehingga dengan memakai kipas
angin yang sama dapat dilakukan ventilasi udara lebih banyak.
2. Dapat mengantarkan udara segar ke setiap permuka kerja di setiap zona.
3. Apabila di jalan udara terjadi kerusakan seperti ambrukan (caving), pengaruhnya dapat
dibatasi pada satu zona saja.
4. Pengaruh kecelakaan seperti kebakaran tambang bawah tanah, semburan gas, swabakar
dan ledakan dapat dibatasi pada satu zona.
5. Dapat mengurangi kecepatan udara di lorong arteri.
6. Dapat mengantarkan udara bertemperatur relatif rendah hingga ke dekat permuka kerja.
Semua ini adalah efek utama dari pembagian aliran udara. Mengenai pembagian aliran
udara ini, terutama ventilasi di permuka kerja ekstraksi, peraturan keselamatan tambang batu
bara di Jepang mengatur sebagai berikut :
Pada tambang batu bara kelas A, udara buang dari lokasi ekstraksi batu bara sistem
lorong panjang atau gob tidak boleh dilalukan ke lokasi ekstraksi lain. (Kecuali ada alasan
khusus dan mendapat izin dari kepala bagian pengawasan keselamatan tambang, maka
diperbolehkan)
Demikianlah, setiap permuka kerja ekstraksi di Jepang harus mempunyai ventilasi yang
berdiri sendiri. Bukan saja di permuka kerja ekstraksi, tetapi di permuka kerja penggalian lubang
bukaanpun diharapkan menerapkan ventilasi independen dengan mempertimbangkan gas yang
muncul.
Metode pembagian aliran udara terdiri dari pembagian aliran alami dan pembagian aliran
proporsional. Pembagian aliran alami adalah metode pembagian aliran secara alam tanpa
menggunakan alat pembagi aliran ataupun kipas angin bantu. Sedangkan pembagian aliran
proporsional adalah metode pengaturan jumlah udara ventilasi dengan menggunakan peralatan
seperti tersebut. Tergantung dari tahapan pembagiannya, aliran cabang dapat dibagi menjadi
aliran cabang primer, aliran cabang sekunder dan aliran cabang permuka kerja, seperti terlihat
pada gambar di bawah.
Hal penting yang berikutnya adalah strukturnya harus dapat mencegah udara bocor untuk
meningkatkan jumlah udara efektif. Masalah ini bukan saja untuk maksud menyingkirkan gas di
lokasi kerja yang merupakan tujuan utama, tetapi dilihat dari segi pencegahan swabakar dan
ekonomi daya ventilasi juga penting. Untuk mencapai tujuan tersebut, jaringan ventilasi
utamanya menggunakan sistem diagonal (mengenai sistem ini akan dijelaskan kemudian) dengan
menggali sumuran tegak ventilasi di bagian dalam, sementara sebagai cara efektif pada
konstruksi panel digunakan sistem struktur ruang.
2. Ventilasi Utama
2.1 Jenis Ventilasi Utama
Ventilasi utama terdiri dari jenis-jenis berikut.
Klasifikasi berdasarkan metode pembangkitan daya ventilasi
………….. ventilasi alam ventilasi mesin
Klasifikasi berdasarkan tekanan ventilasi pada ventilasi mesin
………….. ventilasi tiup ventilasi isap
Klasifikasi berdasarkan letak jalan udara masuk dan udara buang
………….. ventilasi terpusat ventilasi diagonal
2.2 Ventilasi Alam
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. 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 portal udara masuk dan udara buang
b) Perbedaan temperatur jalan udara masuk dan jalan udara buang
c) Perbedaan temperatur di dalam dan di luar tambang bawah tanah
d) Komposisi udara di dalam tambang bawah tanah
e) Tekanan atmosfir