Ventilasi Udara Pada Tambang Bawah Tanah

December 29, 2017 , , , 0 Comments

Udara segar yang dialirkan kedalam tambang bawah tanah  akan mengalami beberapa proses seperti penekanan atau  pengembangan, pemanasan atau pendinginan, pelembaban  atau
pengawalembaban.
Panas dan kelembaban mempengaruhi manusia dalam  beberapa hal antara lain :
  1. Menurunkan efisiensi.
  2. Menimbulkan kecerobohan dan kecelakaan
  3. Menyebabkan sakit dan kematian.
Kompresor Udara yang Mensuplai Udara Pada Tambang Dalam
Hubungan antara Efisiensi Kerja dan  Temperatur Efektif
Grafik Hubungan Efisiensi Kerja dan Temperatur Efektif
Reaksi Fisiologis Terhadap Panas
Reaksi Fisiologis Tubuh Terhadap Panas Lingkungan
Grafik Temperatur Efektif
Grafik Temperatur Efektif
Sumber Panas Dalam Terowongan
1. Pemampatan Udara (Autocompression)
Proses aliran udara masuk (intake air) dari luar masuk kedalam tunnel/shaft/vertical opening akan menimbulkan panas.
2. Pemakaian Peralatan Mekanis dan Penerangan
Peralatan yang dipakai di tambang bawah tanah (Dosco,AM-50,bor)  apabila dioperasikan akan menimbulkan panas, selain itu penerangan  yang digunakan didalam tambang bawah tanah (lampu tambang,lampu  neon di junction) akan mengeluarkan panas.
3. Panas Batuan (Geothermal Gradient)
Temperature (kering) bawah permukaan akan meningkat seiring dengan kedalaman lubang bukaan yang dibuat. Setiap jenis batuan mempunyai derajat panas yang berbeda (virgin rock  temperature), contoh : Coal Mine UK (1,8 – 4,0)0C/100mtr, Anaconda  Copper Montana (4,6 – 6,0)0C/100mtr.
4. Sensible Heat Flow
Panas dari dinding batuan yang ditransfer kedalam aliran ventilasi  pada lubang bukaan.
5. Panas Dari Peledakan (Blasting)
Panas peledakan merupakan panas singkat yang akibatnya bisa  membuat lingkungan udara di front kerja menjadi relatif lebih panas  dari pada tempat sekitarnya. Oleh karena itu aliran udara dapat berbalik kembali ke front kerja, tempat dimana peledakan baru saja terjadi. Konsekuensinya debu akibat bongkaran batuan tidak terbawa  keluar.
6. Human Metabolism (Respirasi)
Panas yang dikeluarkan tubuh pada saat bekerja karena adanya proses proses respirasi.
7. Oksidasi
Panas yang timbul karena terjadinya proses oksidasi didalam tambang bawah tanah,contoh: oksidasi pada batubara  (spontaneous combustion) dan timber/kayu.
8. Pergeseran Batuan (Rock Movement)
Pergeseran batuan yang diakibatkan karena adanya gangguan geologi (fault, amblegan/subsidence, atap runtuh ) akan  menimbulkan panas.
9. Pemompaan Air (Pipelines)
Pada  proses  pemompaan  air  tambang  akan  timbul  panas yang  diakibatkan adanya gesekan antara air yang dipompa dengan pipa.
Potensi Panas Dari Berbagai Jenis Bahan Peladak
Bahan Peledak
Btu/lb
Q
(kJ/kg)
Q
(kal/gram)
Nitroglycerin
2555
5943
1420
60 %  Straight Dynamite
1781
4143
990
40 %  Straight Dynamite
1673
3891
930
100 %  Straight Gelatin
5219
5859
1400
75 %  Straight Gelatin
2069
4812
1150
40 %  Straight Gelatin
1475
3431
820
75 %  Amonia Gelatin
1781
4142
990
40 %  Amonia Gelatin
1439
3347
800
Semi Gelatin
1691
3933
940
AN-I-o 94.5/5.5
1601
3724
890
AN-FO 94.3/5.7
1668
3880
927
AN-AL-Water
1979-2159
4603-5022
1100-1200
 Perencanaan Ventilasi Tambang Dalam
Dalam rangka pembuatan rencana ventilasi tambang, sebaiknya dipertimbangkan persyaratan-persyaratan seperti :
1.Konstruksinya harus dibuat sedemikian rupa agar ventilasi untuk  pengembangan pit kedepan dapat dilakukan menerus dan  ekonomis.
2. Struktur yang diinginkan untuk sistem ventilasi induk adalah sistem  diagonal. Sedangkan pembuatan vertical shaft dapat dilakukan bila  kondisi tambang dalam memungkinkan.
3. Dalam melaksanakan pengembangan pit dan penambangan serta  dilihat dari segi konstruksi pit, penting dibuat ventilasi (bantu) pada  permuka kerja.
Penentuan Ventilasi Yang Diperlukan
1. Jumlah udara masuk per ton produksi batu bara sehari.
Di  Jepang  jumlah  udara  yang  dibutuhkan  untuk  memproduksi batubara Setiap hari adalah sekitar 1~8 m3/min (0,017 – 0,133 m3/dt). Angka ini akan berbeda menurut jumlah pancaran gas, tingkat  pemusatan permuka kerja dan jumlah aliran cabang, dimana pada  lubang bawah tanah yang jumlah pancaran gasnya banyak, angka ini  umumnya di atas 4 (m3/min). Di Eropa dikatakan bahwa, lubang bawah tanah yang tidak ada  masalah dari segi pancaran gas dan kondisinya, angka ini adalah 2  (m3/min), lubang yang baru mulai konstruksi adalah 3(m3/min) dan  lubang yang mempunyai masalah dari segi kondisinya adalah sekitar 4  (m3/min).
Jumlah pancaran gas methan pada tambang batu bara  bawah tanah 8 negara penghasil utama, yaitu;  Amerika Serikat, Australia, Inggris, Jerman, Polandia, RRC, Cekoslovakia dan bekas Uni Soviet,di rumuskan  sebagai :
Dimana :
Y         = 4,1 + 0,023X
Y         = jumlah pancaran metan (m3/t)
X         = kedalaman penambangan rata-rata (m)

Contoh Uji Swabakar dan Ledakan Gas Methan Di Laboratorium
Persiapan Uji Swabakar Skala Laboratorium
Penampakan Api Dalam Proses Swabakar
Peraturan Yang Harus Dipertimbangkan Dalam  Merencanakan Dan Mengevaluasi Ventilasi  Tambang Bawah Tanah :
1. Kadar  gas-gas tambang harus dibawah nilai  ambang batas  (NAB),kecualioksigen harus diatas nilai ambang batas.
2. Kecepatan udara ventilasi minimum 7 m/mnt (=0,12 m/dt).
3.Temperatur efektif maksimum 240C, sedang kelembaban relatif (RH)  maksimum 85%.
4.  Tidak diperbolehkan terjadi resirkulasi udara pada sistem ventilasi bantu (auxiliary ventilation).
5. Kuantitas udara minimum pada permuka kerja 1,4 m3/dt dan pada cross  cut paling ujung 4,2 m3/dt.
6.Kebutuhan udara untuk pernapasan saat bekerja adalah 0,01 m3/dt/org.
7.Kecepatan udara di permuka kerja penambangan sebesar (0,76–1,52) m/dt.
8.Kecepatan udara untuk mengendalikan kualitas udara tambang sebesar  0,3 m/dt.
9.Kecepatan udara untuk mengendalikan temperatur efektif dan kelembaban relatif sebesar (0,5–2,5) m/dt.
  1. Kandungan debu maksimum dalam udara tambang tergantung dari tempat kerja :
1.      Permuka kerja penambangan (longwall face) sebesar 7 mg/m3.
2.      Persiapan lubang bukaan sebesar 3 mg/m3.
3.      Tempat-tempat operasi lainnya sebesar 5 mg/m3.
1   1.  Kecepatan udara ventilasi harus lebih kecil dari 450 m/menit (7,5 m/dt). Kecuali pada vertical shaft dan terowongan khusus untuk  ventilasi boleh sampai 600 m/menit (10 m/dt).
Struktur Lubang Bukaan Dilihat  Dari Segi Ventilasi
1. Sistem Terpusat dan Sistem Diagonal Metode ventilasi dimana ‘intake air’ dan ‘return air’nya saling berdekatan dinamakan ventilasi sistem terpusat Metode ventilasi yang ‘intake air’ dan ‘return air’nya terpisah jauh  disebut ventilasi sistem diagonal.
2.Pembagian Aliran Udara Aliran cabang utama pada ventilasi pit bawah tanah, pecah menjadi  beberapa aliran cabang, kemudian setiap aliran cabang terbagi lagi  untuk menyapu permuka kerja dan menjadi ‘exhaust air’ Berpecah dan mengalirnya aliran udara disebut pembagian aliran  udara atau pencabangan aliran udara.
Efek Pembagian Aliran Udara
  1. Tahanan ventilasi menjadi kecil
  2. Dapat mengantarkan udara segar kesetiap permuka kerja disetiap blok.
  3. Apabila di ‘airway’ terjadi kerusakan seperti ‘caving’, pengaruhnya dapat dibatasi pada satu blok saja
  1. Pengaruh bencana seperti kebakaran pit, semburan gas, swabakar  dan ledakan dapat dibatasi pada satu blok.
  2. Dapat mengurangi kecepatan angin di terowongan utama.
  3. Dapat mengantarkan udara bertemperatur relatif rendah hingga  kedekat permukaan kerja.
Ventilasi Induk
Pembagian Ventilasi Induk terdiri dari :
  1. Pembagian berdasarkan metode pembangkitan daya ventilasi,  terdiri dari : ventilasi alami dan ventilasi mekanis.
  2. Pembagian berdasarkan jenis tekanan ventilasi yang ditimbulkan  mesin, terdiri dari : ventilasi hembus (Force) dan ventilasi hisap  (Exhaust).
  3. Pembagian berdasarkan letak intake dan outtake air, terdiri dari :  ventilasi terpusat dan ventilasi diagonal.
Ventilasi Alami
Setiap kenaikan atau penurunan temperatur sebesar 1oC, semua jenis  gas akan memuai atau menyusut sebesar 1/273 kali volumenya pada 0oC.
Penyebab yang dapat membangkitkan daya ventilasi adalah sebagai berikut:
1)      Perbedaan tinggi mulut pit intake dan outtake.
2)      Perbedaan tempetarur intake dan return air.
3)      Perbedaan temperatur di dalam dan luar pit.
4)      Komposisi udara di dalam pit.
5)      Tekanan atmosfir.
Kondisi Ventilasi Alami
Arah Aliran Udara Pada Ventilasi Tambang Dalam
Ventilasi alami pada vertical shaft
Grafik Udara Pada Vertikal Shaft
Ventilasi Mekanis
Metode yang menggunakan fan/kipas angin untuk melakukan ventilasi adalah dengan menciptakan tekanan ventilasi (positif atau negatif) di mulut tambang/pit (intake/outtake).
Ventilasi Sistem Hembus dan Ventilasi Sistem Hisap
         Ventilasi sistem hembus adalah metode ventilasi yang membangkitkan  tekanan di mulut intake lebih tinggi (tekanan positif) dari pada tekanan atmosfir, udara dihembus masuk kedalam tambang bawah tanah/pit. Kebalikan dari sistem hembus, maka pada sistem hisap, fan/kipas angin  ditempatkan di mulut tambang/pit (outtake), membangkitkan tekanan  lebih rendah (tekanan negatif) dari pada tekanan atmosfir, untuk  mengisap udara keluar dari tambang bawah tanah/pit.
Ventilasi Bantu (Auxiliary Ventilation)
Ventilasi bantu dapat dibagi menjadi 4 yaitu :
1. Sistem Hembus (Forcing System)
2. Sistem Hisap (Exhausting System
3. Sistem Hembus Overlap (Forcing Overlap System)
4. Sistem Hisap Overlap (Exhausting Overlap System)
Teori Ventilasi
1. Tahanan Ventilasi
Koefisien Gesek Tiap Jenis Terowongan
Jenis terowongan
Besar
Kecil
Rata-Rata
Lapis batu bata
0,00072
0,00030
0,00055
Tipe busur
Lapis beton
0,00069
Steels sets
0,00140
Terowongan
Biasa
0,00130
0,00037
0,00081
telanjang
Banyak tonjolan
0,00207
Penyangga kayu
Biasa
0,00237
0,00087
0,00166
Tidak beraturan
0,00414
Permuka kerja
0,00264
Seluruh Pit
0,00424
0,00154
0,00222
Vertical shaft
0,00240
0,00020
0,00130

2. Tahanan Belokan
Contoh Gesekan Pada Bagian Belokan Terowongan
Tahanan Udara Dengan Berbagai Kelengkungannya
Daya Ventilasi
Daya teoritis yang diperlukan untuk mengatasi tahanan tersebut  dinamakan daya ventilasi (atau daya penggerak udara),yang dapat dinyatakan dengan rumus berikut :
N = daya penggerak udara (HP)
h = tekanan ventilasi (mm air)
Q = jumlah angin ventilasi (m3/detik)

Some say he’s half man half fish, others say he’s more of a seventy/thirty split. Either way he’s a fishy bastard.

0 komentar:

Subscribe to: Post Comments (Atom)