KEBUTUHAN BAHAN

BAB VIIIPEMAKAIAN LISTRIK DI PERTAMBANGANPerkembangan kehidupan dipertimbangan tidak dapat dipisahkan dengan listrik. Hampir semua peralatan di pertambangan tidak terlepas dengan listrik, apalagi era digital. Pemakaian listrik dapat di kategorikan menjadi dua ialah: indoor dan outdoor applications, seperti : perkantoran dari komputer sampai perbengkelan, Sedangkan untuk outdoor termasug genset, motor, peledakan, fentilasi, penerangan terowongan pengeboran terowongan dsb, termasuk peralatan ukur (lihat tabel 8.1)..

8.1. PengantarPeradaban modern banyak bergantung pada logam dan bahan bakar. Logam dan bahan bakar ini berasal dari mineral yang dijumpai di dalam bumi dan merupakan bahan yang penting bagi kehidupan modern. (lihat Gambar 8.1). Sumber-sumber mineral mencakup benda padat seperti bijih logam dan batubara, benda cair seperti minyak mentah dan gas seperti gas alam.

Gambar 8.1: Produk-produk yang dibuat dengan menggunakan mineral (sumber: Minerals Council of Australia, 2008).Adakalanya endapan mineral (batubara, bijih besi, gas alam, emas, berlian, perak, tembaga, nikel, bauksit, timah hitam dan seng) yang dimiliki suatu negara lebih banyak daripada yang diperlukan, maka ia mempunyai kelebihan cadangan yang bisa diekspornya seperti Australia yang kaya akan berbagai mineral yang dapat diekspor. Juga mempunyai endapan minyak tetapi tidak cukup untuk memenuhi kebutuhannya sendiri, dan banyak mengiimpor dari Indonesia.

Beberapa sumber mineral digunakan menghasilkan produk seperti baja, lembar alumunium, dan kawat. Bahan-bahan ini kemudian dapat digunakan untuk membuat produk-produk seperti mobil dan kapal laut. Baerbagai macam alat yang dengan basis kelistrikan digunakan untuk mengeksplorasi dan memproses bahan-bahan tersebut di atas.

8.2. Metode Pencarian Mineral

Metode ilmiah untuk mencari mineral, dinataranya dimulai dengan cara mempelajari gambar yang dibuat melalui satelit atau pesawat terbang. Gambar ini memberikan informasi mengenai ciri-ciri gravitasi, radiometri, dan ciri magnetis suatu kawasan. Hal ini akan membantu menentukan apakah suatu kawasan perlu dijelajahi lebih lanjut atau tidak.

Beberapa metode ilmiah untuk mencari mineral dapat dilihat pada Gambar 8.2.

Gambar 8.2: Tiga metode ilmiah untuk mencari mineral

8.3. Kegiatan pertambangan yang utama

Emas

Pertambangan emas kebanyakan terletak di bawah tanah. Mesin-mesin menghancurkan ratusan ton batu karang setiap hari untuk mendulang butiran emas kecil-kecil. Emas kebanyakan digunakan untuk perhiasan. Sebagian kecil emas itu digunakan dalam alat elektronik. Alat setrom elektronik semacam ini sangat andal dan digunakan dalam satelit.

Bijih besiBijih besi untuk membuat besi dan baja. Pada Gambar 8.3 alat berat Back Hoe dan truk raksasa sedang mengisi dan mengangkut bijih besi ke pusat pengolahan. Gambar 8.3: Bijih besi dimuat ke dalam truk-truk raksasa

Untuk mengangkut bijih besi dibangunlah jalan kereta api untuk mengangkut bijih besi tersebut ke pelabuhan.

Bijih besi ini dimuat ke dalam truk-truk raksasa (lihat Gambar 8.3) dan diangkut ke pabrik pengolah. Di sana bijih ini dihancurkan menjadi bagian-bagian kecil. Kemudian bijih tersebut dimuat ke dalam kereta api dan diangkut ke pelabuhan.Gambar 8. 4.

Gambar 8.4: Kereta api bijih besi sepanjang 2 km ini meluncur sejauh 200 km dari Meja J ke Pelabuhan Walcott di dekat Dampier. Di sini kereta api tersebut menyeberangi sungai Fortescue dengan muatan 200.000 ton bijih.

Dari gerbong-gerbong tersebut dijungkirkan. Bijih besi ditumpuk menjadi tumpukan-tumpukan yang sangat besar (lihat Gambar 8.4) Kemudian bijih besi tersebut siap dimuat ke dalam kapal laut (lihat Gambar 8.5)

Minerals Council of AustraliaGambar 8.5: Memuati kapal angkut dan mengkapalkan bijih besi.Bauksit

Bauksit adalah tanah merah yang kaya dengan alumunium logam. Bauksit dijumpai di daerah-daerah tropis seperti Indonesia, Australia Utara. Bauksit dilelehkan menjadi alumina yang kemudian diolah menjadi alumunium. Kedua proses olahan ini menggunakan banyak sekali tenaga lsitrik. Alumunium digunakan untuk membuat panci karena merupakan penghantar panas yang sangat efisien. Alumunium juga digunakan untuk membuat benda yang harus ringan bebannya, seperti pesawat terbang atau bahan-bahan untuk atap

Uranium

Uranium adalah bahan yang bersifat radioaktif. Uranium telah digunakan untuk membuat bom atom. Sekarang uranium digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik dan menjadi bahan bakar yang berharga. Kira-kira 30% dari bijih uranium dunia dimiliki oleh Australia. (Lihat Gambar 8.6a dan 8.6b).

Energy Resources AustraliaGambar 8.6a: Foto udara dari tambang uranium Ranger yang diambil pada tahun 1991

Energy Resources AustraliaGambar 8.6b: Proses penyulingan uranium

Bijih uranium tersebut diolah menjadi bubuk kuning untuk diangkut. Kemudian bubuk kuning itu diolah menjadi bentuk-bentuk yang berlainan sesuai dengan penggunaannya. Uranium digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor nuklir dan digunakan sebagai isotop radioaktif untuk mengobati orang yang sakit kanker. Indonesia merencanakan untuk membangkitkan tenaga listrik dengan menggunakan uranium dari Australia

Mineral Titanium

Mineral-mineral titanium dijumpai dalam pasir hitam yang ada di pantai-pantai di dekat kota Sydney, Brisbane, dan Perth. Titanium digunakan untuk logam pesawat, cat, plastik, kertas, dan bagian-bagian di dalam komputer. Pasir tersebut biasanya ditambang dengan menggunakan kapal keruk yang mengapung. Untuk menambang mineral titanium berkewajiban memelihara pantai tersebut, termasuk menanam kembali semua tumbuhan yang terganggu oleh penambangan itu (lihat Gambar 8.7)

Gambar 8.7. Pantai Timur Australia yang banyak mengndung titanium 1975.Batubara

Australian Coal AssociationGambar 8.8: Pertambangan batubara dinding panjang: teknik pertambangan bawah tanah yang maju, lihat mesin bor dengan tenaga listrik dalam orde kW, banberjalan serta ventilasiIndonesia memiliki banyak sekali endapan batubara. Endapan ini terutama dijumpai di Umbilin (Sumatera Selatan), Satui (Kalmantan Tenggara), kebanyakan terdapat di bawah tanah lihat Gambar 8.8) Tambang-tambang ini mengandung batubara hitam bermutu tinggi. Batubara jenis ini sangat baik untuk membuat baja. Batubara digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik di stasiun pembangkit tenaga listrik dan merupakan sumber energi yang paling penting untuk Suralaya, Paiton, industri-industri yang menggunakan boiler (semen, tekstil, kapur dsb).Minyak

Minyak adalah bahan bakar yang penting. Ia juga merupakan sumber dari beberapa bahan kimia. Banyak terapat di Plaju, Sungai Gerong, Cepu, (Lihat Gambar 8.9).

Gambar 8.9: Anjungan produksi minyak lepas pantai, tingginya kira-kira 305 meter di atas dasar laut.

Minyak dipompa melalui saluran pipa ke kilang-kilang minyak di daratan Balongan (lihat Gambar 8.7). Kilang-kilang tersebut mengolah minyak dan menghasilkan ratusan produk yang berlainan. Minyak mentah diolah menjadi bahan bakar, seperti diesel, bensin, dan minyak tanah. Produk-produk ini sangat penting bagi industri modern. Beberapa bahan kimia seperti plastik dan nilon berasal dari minyak mentah. Nilon digunakan untuk tekstil. Ada banyak cekungan sedimen di Indonesia yang sedang diselidiki untuk dicari minyaknya.

Gas alam

Gambar 8. Industri pengilangan gas Alam di Bontang KaltimBaru-baru ini telah ditemukan gas alam di bawah Laut Timor yang terletak di antara Australia dan Indonesia. Perusahaan pertambangan di Australia dan di Indonesia ingin menambang gas ini. Kedua negara telah membuat perjanjian untuk melakukan penambangan di daerah ini yang disebut Perjanjian Celah Timor sehingga keduanya dapat mengambil manfaat dari penjualan gas tersebut. Pada tahun 1993 pengeboran dapat mencapai kedalaman 872 meter. Pada awalnya peralatan pengeboran merupakan sistem yang menetap di satu tempat. Akan tetapi sekarang ada peralatan sistem apung, yang dapat dipindahkan dari tempat satu ke tempat yang lain.

IntanTambang di Indonesia terdapat di Martapura (Kalimantan) di Argyle (Australia Barat bagian utara) tahun 1976 di sebuah sungai. Tambang tersebut merupakan tambang terbuka yang besar menganga di tanah. Setiap hari digali kira-kira 25.000 ton batu karang. Ini menghasilkan kira-kira 23 kilogram berlian. Setiap tahun kira-kira 8,5 ton intan dihasilkan sekarang ini Australia menjadi pengekspor berlian terbesar kelima di dunia. Urutannya adalah:Rusia, Bostwana, Afrika Selatan, Zaire, dan Australia.

Intan digunakan untuk perhiasan. Intan jenis lain dimanfaatkan untuk industri. Intan tersebut digunakan untuk memotong logam atau batu karang yang sangat keras. Kebanyakan intan yang digunakan untuk perhiasan dipotong dan dibentuk di Bombay, India.

Gambar 8.10: Tambang intan bawah tanah dan terbuka.8.4. Blasting (Peledakan)Peledakan (blasting ; explosion) merupakan kegiatan pemecahan suatu material (batuan) dengan menggunakan bahan peledak atau proses terjadinya ledakan. Peledakan pada material akan dilakukan apabila material terlalu sulit digali secara mekanis. Sehingga perlu diberaikan terlebih dahulu untuk memudahkan pekerjaan penggalian dan pemuatan. Sedangkan pada material lunak tidak efektif dilakukan dengan peledakan.

C4, and even gasoline, under the right conditions. However, they can also be used for many other things, such as demolition of old buildings, mining, construction, special effects in movies, and fireworks.

No higher resolution available.iagram of dynamite.

A. Sawdust (or any other type of absorbent material) soaked in nitroglycerin.

B. Protective coating surrounding the explosive material.

C. Blasting cap.

D. Electrical cable (or fuse) connected to the blasting cap.

Beberapa istilah dalam peledakan :1. Peledakan bias (refraction shooting) merupakan peledakan di dalam lubang atau sumur dangkal untuk menimbulkan getaran guna penyelidikan geofisika cara seismik bias.

2. Peledakan bongkah (block holing) merupakan peledakan sekunder untuk pengecilan ukuran bongkah batuan dengan cara membuat lobang tembak berdiatemeter kecil dan diisi sedikit bahan peledak.

3. Peledakan di udara (air shooting) merupakan cara menimbulkan energi seismik di permukaan bumi dengan meledakkan bahan peledak di udara.

4. Peledakan lepas gilir (off-shift blasting) merupakan peledakan yang dilakukan di luar jam gilir kerja.

5. Peledakan lubang dalam (deep hole blasting) merupakan peledakan jenjang kuari atau tambang terbuka dengan menggunakan lubang tembak yang dalam disesuaikan dengan tinggi jenjang.

6. Peledakan parit (ditch blasting) merupakan peledakan dalam pembuatan parit.

7. Peledakan teredam (cushion blasting) merupakan peledakan dengan membuat rongga udara antara bahan peledak dan sumbat ledak atau membuat lubang tembak yang lebih besar dari diameter dodol sehingga menghasilkan getaran yang relatif lembut

8.4.1.Pengenalan Bahan Peledak1. Bahan peledakBahan peledak yang dimaksud adalah bahan peledak kimia yang didefinisikan sebagai suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, atau campurannya yang apabila diberi aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.

Panas dari gas yang dihasilkan reaksi peledakan tersebut sekitar 4000 C. Adapun tekanannya, menurut Langerfors dan Kihlstrom (1978), bisa mencapai lebih dari 100.000 atm setara dengan 101.500 kg/cm atau 9.850 MPa ( 10.000 MPa). Sedangkan energi per satuan waktu yang ditimbulkan sekitar 25.000 MW atau 5.950.000 kcal/s. Perlu difahami bahwa energi yang sedemikian besar itu bukan merefleksikan jumlah energi yang memang tersimpan di dalam bahan peledak begitu besar, namun kondisi ini terjadi akibat reaksi peledakan yang sangat cepat, yaitu berkisar antara 2500 7500 meter per second (m/s). Oleh sebab itu kekuatan energi tersebut hanya terjadi beberapa detik saja yang lambat laun berkurang seiring dengan perkembangan keruntuhan batuan.

Jenis bahan peledak secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi tiga golongan (Menurut JJ Moanon, 1976) yaitu :

(a) Bahan peledak mekanis (mechanical exsplosives)(b) Bahan peledak kimia (chemical exsplosives) dengan klasifikasi: (1)High exsplosives terdiri dari: Primary exsplosive dan Secondary exsplosives(2)Low exsplosives terdiri dari:Permissible exsplosives dan Non Permissible exsplosives.

(c) Bahan peledak nuklir (nuclear exsplosives)

Untuk bahan peledak permissible exsplosives yang artinya harus lulus ujian pada daerah tertentu, tidak semua berasal dari low exsplosives, bahan sekarang banyak dari jenis bahan peledak kuat (high exsplosives).

2. Komposisi bahan kimia bahan peledakBahan peledak komersial sebagian besar tersusun dari campuran senyawa-senyawa yang mengandung empat unsure yaitu : Carbon (C), Hydrogen (H), Oksigen (O), dan Nitrogen (N). kedalam senyawa dasar juga ditambahkan unsur-unsur seperti Sodium (Na), Alumanium (Al), dan Calsium (Ca), yang berguna untu memperkuat tenaga yang dihasilkan.Untuk menghasilkan energy (heat of explosion) setinggi mungkin dan untuk mencegah timbulnya gas-gas beracun (Fumes; CO, NO, NO2) bahan peledak dibuat bedasarkan prinsip Zero Oxsigen Balance (ZOB), artinya bahan peledak terdapat jumlah oksigen yang tepat sehingga selama reaksi seluruh Hidrogen akan membentuk uap air (H2O), Carbon bereaksi membetuk CO2, dan Nitrogen menjadi gas N2 bebas, ketiga gas tersebut disebut Smoke dan tidak beracun. Kekurangan Oksigen akan menghasilkan gas beracun Carbon Monoksida (CO), kelebihan Oksigen akan menghasilkan gas beracun Nitrogen Oksida (NO2).Dalam merancang suatu campuran bahan peledak berdasarkan prinsip kesetimbangan oksigen pada bahan peledak ANFO, yang merupakan campuran dari bahan Amoniun Nitrat (NH4 NO3) dan Fuel Oil (CH2), dari perhitungan kesetimbangan kimia diperoleh komposisi campuran 94,5 % AN dan 5,5 % FO.

3. Sifat-sifat bahan peledakSifat-sifat penting dari bahan peledak yang berguna sebagai petunjuk dalam memilih bahan peledak antara lain : Kekuatan, Kecepatan Denotasi, Kepekaan, Bobot Isi, Tekanan Detonasi, Ketahanan Air, dan Karakteristik Gas Beracun. Penjelasan dari masing-masing sifat tersebut adalah :(a) Kekuatan (strength). Strength adalah ukuran yang dipergunakan untuk mengukur energi yang terkandung dalam bahan peledak, dan merupakan ukuran kemampuan bahan peledak dalam melakukan kerja. Biasanya dinyatakan dalam Persen.

(b) Kecepatan denotasi (Velocyti of Detonation, VoD). Kecepatan detonasi adalah kecepatan propogasi gelombang detonasi sepanjang kolom isian bahan peledak, sinyatakan dalam meter per detik atau feet meskipun tidak secara linear. Kecepatan detonasi bahan peledak komorsial antara 1.500 8.000 m/detik atau 5.00025.000ft/detik.

(c) Sensitifitas (sensitivity). Sensitifitas atau kepekaan adalah ukuran besarnya impuls yang diperlukan oleh bahan peladak untuk mulai bereaksi dan menyebarkan reaksi peledak ke seluruh isian. Ditinjau dari segi keamanan, pengguaan bahan peledak yang tidak peka tetapi mudah menyebarkan reaksinya akan lebih menguntungkan seperti ANFO.

(d) Densitas (density). Densitas secara umum adalah angka yang menyatakan perbandingan berat per volume. Pernyataan densitas pada bahan peledak terdapat beberapa pengertian, yaitu : 1.Densitas bahan peledak adalah berat bahan peledak per unit volume dinyatakan dalam satuan gram/cc. 2. Densitas pengisian (loading density) adalah berat bahan peledak per meter kolom lubang tembak (kg/m) 3. Cartridge Count atau Stick Count adalah jumlah cartridge (bahan peledak berbentuk pasta yang sudah dikemas) dengan ukuran 11/4" x 8" didalam kotak seberat 50 lb atau 140 dibagi berat jenis bahan peledak.Densitas bahan peledak bekisar antara 0,60 1.70 gr/cc, sebagai contoh densitas ANFO antara 0,80 0,85 gr/cc. Biasanya bahan peledak yang mempunyai denstas tinggi akan menghasilkan kecepatan detonesi dan tekanan yang tinggi. Bila diharapkan fragmentasi hasil peledakan berukuran kecil-kecil diperlukan bahan peledak dengan densitas tinggi, dan bila sebaliknya digunakan bahan peledak dengan densitas rendah. Demikian pula, bila batuan yang akan diledakkan berbentuk massif atau keras, maka digunakan bahan peledak yang mepunyai densitas tinggi, sebaliknya pada batuan berstruktur atau lunak dapat digunakan bahan peledak dengan densitas rendah.(e) Tekanan detonasi (detonation pressure). Tekanan detonasi adalah tekanan terjadi sepanjang zona reaksi peledakan hingga terbentuk reaksi kimia seimbang sampai ujung bahan peledak. Umumnya mempunyai satuan MPa.

(f) Ketahanan terhadap air (water resistance)Ketahanan terhadap air suatu bahan peledak ialah kemampuan bahan peledak untuk menahan rembesan air dalam waktu tertentu dan masih dapat diledakkan dengan baik. Ketahanan ini dinyatakan dalam jam. Untuk bahan peledak ANFO adalah bahan peledak yang tidak tahan terhadap air,tapi bahan peledak yang berkomposisi galatin tahan terhadap tempat air..

(g) Sifat gas baracun. Bahan peledak yang meledak dapat menghasilkan dua jenis gas, Smoke dan Fumes. Smoke tidak berbahaya, terdiri dari uap atau asap berwarna putih, sedangkan Fumes sifatnya beracun seperti Carbon Monoksida (CO) dan Nitrogen Oksida (NO2).

4.Peralatan dan Perlengkapan PeledakanBerdasarkan teori peledakan, jenis alat-alat yang dipakai pada penambangan beserta kegunaannya masing-masing, yaitu sebagai berikut :(a) Peralatan peledakan adalah semua bahan atau alat-alat yang dapat digunakan lebih dari satu kali pemakaian dalam operasional peledakan, antara lain :

(b) Blasting machine (exploder) adalah mesin ledak yang berfungsi sebagai penghasil atau penyimpanan arus listrik untuk meledakkan Detonator dan bahan peledak.

(c) Circuit tester (blasting ohm meter) adalah alat yang berfungsi untuk mengetes rangkaian peledakan.

(d) Leading wire.

(e) Kabel utama yang berasal dari sumber tenaga listrik berhubungan dengan Connecting Wire pada rangkaian peledakan.(f) Tongkat Tongkat pengukur dari kayu diameter 3 cm dan panjang lebih dari kedalaman lubang bor. Fungsi tongkat ini adalah untuk membantu dalam pengontrolan lubang tembak sebelum diisi dengan bahan peledak.

Perlengkapan peledakan adalah semua bahan atau alat-alat yang hanya dapat digunakan untuk satu kali peledakan (lampiran 7), antara lain :

(a)Detonator listrikAdalah peledak awal yang berfungsi untuk meledakkan sumbu ledak bahan peledak. Detonator listrik dapat meledak karena adanya arus listrik.(b)Leg wireAdalah kabel yang terdapat pada setiap detonator yang berfungsi untuk menghubungkan kedua ujung rangkaian peledakan dan dihubungkan kesumber arus listrik pada Blasting Machine.

(c)Connecting wireAdalah kabel penghubung yang digunakan untuk menyambung antara kabel detonator yang satu dengan yang lainnya dalam satu rangkaian peledakan atau menyambung leg wire yang terlalu pendek(d)Bahan peledakBahan peledak yang digunakan untuk pengisian lubang tembak adalah jenis ANFO dengan perbandingan 94,5 % Ammonium Nitrate dan 5,5 % Fuel Oil. Sedangkan untuk penguat ledakan atau primer menggunakan Booster.

5. Reaksi dan produk peledakanPeledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan karena tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak tersebut. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Proses dekomposisi bahan peledak diuraikan sebagai berikut:

a) Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Untuk menghentikan kebakaran cukup dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen. Contoh reaksi minyak disel (diesel oil) yang terbakar sebagai berikut: CH3(CH2)10CH3 + 18 O2 ----> 12 CO2 + 13 H2Ob) Deflagrasi adalah proses kimia eksoterm di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 1000 m/s atau lebih rendah dari kecep suara (subsonic). Contohnya pada reaksi peledakan low explosive (black powder)sebagai bagai berikut:

+ Potassium nitrat + charcoal + sulfur 20NaNO3 + 30C + 10S > 6Na2CO3 + Na2SO4 + 3Na2S +14CO2 + 10CO + 10N2 + Sodium nitrat + charcoal + sulfur 20KNO3 + 30C + 10S > 6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S +14CO2 +10CO + 10N2

c) Ledakan, menurut Berthelot, adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan oleh transfer energi ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis merusak disertai panas dan bunyi yang keras. Contoh ledakan antara lain balon karet ditiup terus akhirnya meledak, tangki BBM terkena panas terus menerus bisa meledak, dan lain-lain.

d) Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 7500 m/s. Contoh kecepatan reaksi ANFO sekitar 4500 m/s. Sementara itu shock compression wave mempunyai daya dorong sangat tinggi dan mampu merobek retakan yang sudah ada sebelumnya menjadi retakan yang lebih besar. Disamping itu shock wave dapat menimbulkan symphatetic detonation, oleh sebab itu peranannya sangat penting di dalam menentukan jarak aman (safety distance) antar lubang. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan antara lain:

+ TNT : C7H5N3O6 > 1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 C+ ANFO : 3 NH4NO3 + CH2 > CO2 + 7 H2O + 3 N2+ NG : C3H5N3O9 > 3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2+ NG + AN : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3 > 6 CO2 + 7 H2O + 4 N4 + O2

Dengan mengenal reaksi kimia pada peledakan diharapkan para operator akan lebih hati-hati dalam menangani bahan peledak kimia dan mengetahui nama-nama gas hasil peledakan dan bahayanya.

3. Klasifikasi bahan peledakBahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir. Karena pemakaian bahan peledak dari sumber kimia lebih luas dibanding dari sumber energi lainnya, maka klasifikasi bahan peledak kimia lebih intensif diperkenalkan dibandingkan nuklir. Pertimbangan karena: harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time), tingkat bahaya lebih rendah. Bahan peledak permissible dalam klasifikasi di atas perlu dikoreksi karena tidak semua merupakan bahan peledak lemah. Bahan peledak permissible digunakan khusus untuk memberaikan batubara ditambang batubara bawah tanah dan jenisnya adalah blasting agent yang tergolong bahan peledak kuat.Cara mengklasifikasi bahan peledak kimia, umumnya berdasarkan kecepatan reaksi.Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan diantaranya:penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling utama dalam eksplorasi); dalam tahan developmen : penirisan, test fondasi dan lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan & kabel batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk pemasangan baut batuan bolting daripada untuk peledakan). Jika dihubungkan dengan peledakan, penggunaan terbesar adalah sebagai pemboran produksi. 8.4.2. Komponen Operasi dari Sistem Pemboran Ada 4 komponen fungsional utama dihubungkan dengan penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan cara sebagai berikut :

Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utama, mengkonversikan energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak mesin combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem..

Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke mata bor (bit).

Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.

Sirkulasi fluida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol debu,mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.

Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol proses penetrasi, sedangkan komponen keempat adalah mendukung penetrasi melalui pengangkatan cuttings. Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2 golongan secara mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya kombinasi keduanya.

1. Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran :1. Variabel operasi, mempengaruhi keempat komponen sistem pemboran (drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada umumnya dan mencakup dua kategori dari faktor-faktor kekuatan pemboran :(a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi, kecepatan putar, daya dorong dan rancangan batang bor dan, (b) sifat-sifat fluida dan laju alirnya.

2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi lubang bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 45 cm (6-18 inch). Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5 cm (1,5-7 in.).

3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat batuan, kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor yang sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan drilling strength dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan terhadap penetrasi) dan membat asi unjuk kerja pemboran.4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi, ketersediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan faktor bebas.

2. Parameter Performansi (Unjuk Kerja) Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada 4 parameter yang harus diukur at au dipe rkirakan,yaitu : 1. Energi proses dan konsumsi daya (power) 2. Laju penetrasi. 3. Lama penggunaan bit (umur) 4. Biaya (biaya kepemilikan + biaya operasi)

3. Pemilihan Alat Bor Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang telah didefinisikan dengan baik. Hal ini merupakan persoalan rancangan rekayasa yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu pertimbangan harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi dimana alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan dengan pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan konsiderasi keselamatan kerja.

2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi produksi kedalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain (mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas kemiringan lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,dll.

3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor (ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).

4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang diantisipasi, mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan.

5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirkulasi fluida.

6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat, biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih spesifikasi. Item biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat bor, tenaga kerja, pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya merupakan hal yang kritis namun sulit untuk diproyeksikan.

7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja.

Jika pemotongan merupakan bagian integral dari siklus produksi, hal itu dilakukan dengan mesin yang dirancang sesuai dengan karakteristik batuan/mineral yang diinginkan. Pada saat ini, pemotongan (cutting) dilakukan pada dua aplikasi utama, yaitu :

1. Batubara dan mineral non-metal yang lebih lunak (tambang bawah tanah); jenisnya : Chain cutting machine, shortwall (fixed bar) atau universal (movable-bar).

2. Batuan dimensi (tambang terbuka) dengan: a. Channeling machine, percussion atau flame jet, b. Saw, wire, atau rotary

Tujuan dari kegiatan cutting adalah menghasilkan kerf yang dapat mengurangi atau menge liminir peledakan. Aksi penetrasi dasar dalam pemotongan batuan atau batubara sama dengan pemboran.

4. Penggalian Mekanik (Mechanical Excavating) Aplikasi penggalian secara mekanis pada tambang terbuka a.l.:1. Penggaru (Ripper) Tanah yang sangat kompak, batubara, atau batuan yang lunakatau telah mengalami pelapukan.

2. Bucket Wheel Excavator (BWE) & cutting-head excavators tanah dan batubara.

3. Auger and highw all miners batubara.

4. Mesin Gali Mangkuk mekanis (MGM Mechanical dredges). Endapan aluvial/placer, koral dan tanah (di bawah air). Sebagai perbandingan, penggalian secara mekanis pada tambang bawah tanah dilakukan sebagai berikut :1. Continous miner dan longwall shearer batubara atau batuan non-logam yang lunak2. Boom-type miner (roadheader) dan tunnel-boring, raise -boring, serta shaft-sinking machine batuan lunak sampai sedang-keras.

8.4.3. Pemuatan Dan Penggalian a. Penanganan Material (Material Handling)Semua satuan operasi yang terlihat dalam penggalian atau pemindahan tanah/batuan selama penambangan disebut penanganan material (material handling). Pada siklus operasi, dua operasi utama adalah pemuatan dan transportasi, dan jika transportasi vertikal diperlukan, kerekan (hoisting) akan menjadi operasi opsi ketiga. Penanganan material pada tambang mekanisasi modern berpusat pada peralatan. Skala peralatan pada tambang terbuka semakin bertambah besar. Batas atas ukuran truk meningkat menjadi 300 ton, 170 m3 untuk drag line , 140 m3 untuk shovel dan 8400 m3 untuk bucket wheel excavator.b. Pemilihan Alat Secara garis besar, ada empat faktor yang pemilihan alat ekskavasi (P fileider, 1973 a, Martinetal, 1982 dalam Hartman, 1987), yaitu :

1. Faktor performansi (unjuk kerja). Faktor ini berhubungan langsung dengan produktifitas mesin, dan meliputi : kecepatan putar, tenaga yang tersedia, jarak penggalian, kapasitas bucket, kecepatan tempuh, dan reliabilitas.

2. Faktor desain. Mencakup kecakapan pekerja, teknologi yang digunakan, jenis pengawasan dan tenaga (power) yang tersedia.

3. Faktor penunjang (support), mencakup koordinasi kerja (manajemen), prosedur keselamatan kerja dan perizinan, lingkungan dan perlengkapan penunjang.4. Faktor biaya, yaitu biaya yang dibutuhkan untuk seluruh operasi peledakan dan perizinannya.c. Pengangkutan Material dalam jumlah besar dalam industri pertambangan ditransport dengan haulage (pemindahan ke arah horizontal) dan hoisting (pemindahan vertikal). Serta pemindahan jarak jauh. Demikian juga pengangkutan peralatan dan bahan peledak agar memenuhi standar internasional dan peraturan per undang-undangan yang berlaku.

d. Tim PeledakanTim Pengeboran dan Peledakan (D&B) Divisi Surface Mine PT Freeport Indonesia (PTFI) memulai proses penambangan di tambang terbuka Grasberg. Tujuan pokok Tim D&B adalah untuk melakukan pengeboran dan peledakan batuan penutup (waste) dan batuan bijih (ore) untuk selanjutnya di tambang oleh shovel; memastikan fragmentasi batuan tambang hasil peledakan sesuai dengan ukuran yang diharapkan; dan menjaga dinding undak tambang selalu baik dan aman serta sesuai dengan rencana tambang (lihat Gambar 8.11).

Gambar 8.11. Peledakan pada penambangan emas Grasberg Freeport.

Sebelum pengeboran dilakukan di satu lokasi, beberapa persiapan dilakukan di lokasi rencana pengeboran, antara lain; pemasangan patok-patok survey sekeliling area tersebut, pembersihan dan perataan daerah rencana pengeboran dengan menggunakan buldoser. Pada tahap ini insinyur D&B dan pengawas dari Drill Operation mencatat status pengerjaan dari lokasi tersebut. "Sistem Pandu Aquila telah dipasang pada semua mesin drill yang masih aktif. Dengan sistem tersebut operator bisa mengarahkan mesin drill secara cepat, tepat dan efisien dalam menentukan koordinat blasthole, serta mengkontrol ketepatan kedalaman lubang. Dengan Sistem Pandu Aquila ini, semua data pengeboran dapat direkam dan dikumpulkan lebih efisien dan dapat dilaporkan secara cepat dan tepat untuk analisa lebih lanjut," "Freeport saat ini menggunakan 14 mesin drill dilengkapi dengan sistem Sistem Pandu Aquila" (lihat Gambar 8.12)

Gambar 8. 12. Survey peledakan dengan mesin Sistem Pandu Aquila

Setelah pengeboran blasthole, kru blaster mempersiapkan dan mengamankan area untuk peledakan yang direncanakan berdasarkan Drill and Blast Daily Lineup (Rencana Pengeboran dan Peledakan Harian). Safety (keselamatan) merupakan faktor yang sangat kritis dan penting dalam tahap peledakan. Faktor safety dimulai sejak pengangkutan bahan peledak dari Portsite hingga ke tambang Grasberg. Prosedur safety yang ditaati sampai kegiatan peledakan dilakukan termasuk tanda-tanda peringatan (dengan sirene) yang dilakukan 15 menit sebelum peledakan. Di daerah Pit Grasberg, peringatan dilakukan 3 menit sebelum ledakan. Peringatan setelah selesai peledakan yang aman, akan diberikan dengan suara sirene selama kurang lebih 30 detik.

"Pada saat peledakan jarak aman untuk alat-alat tambang adalah ber-radius 200 meter dari area peledakan, sedangkan jarak aman untuk orang 500 meter. Para karyawan yang berada di dalam bangunan yang berada di dalam radius 500 meter, harus keluar," ujar General Superintendent - Drill & Blast PTFI Sukmo Margono. Juga, sebagai bagian dari prosedur safety sebelum peledakan semua kabel-kabel listrik dan gardu-gardu listrik dalam radius 200 meter dari area peledakan harus dipadamkan.

Gambar 8.13. Titik-tik pengeboran yang dipasangi dinamit yang akan diledakkan.

Dengan melalukan proses-proses di atas dengan baik, bisa menghasilkan peledakan yang optimal, yakni, menghasilkan jumlah material hasil peledakan (broken muck), ukuran fragmentasi material (fragmentation size distribution), bentuk dan keamanan dinding undak tambang, sesuai dengan perencanaan tambang, serta yang terpenting, faktor keamanan dan keselamatan para karyawan dan alat selama proses tersebut berlangsung menjadi prioritas utama.

DAFTAR RUJUKANAustralian Mining, 2009, www.dfat.gov.au/aii/publications/bab06/index.htmlHarry Verakis and Tom Lobb, 2005, Evaluation Of Special Devices Inc./Dan Mar Electronic Detonaor Blast Initiation System Requuirements For Shunting & Circuit Testing, MSHA Technical Support Approval And Certification Center, Industrial Park Road, P. O. Box, Box 251,nTriadelphia, West Virginia 26059.Peledakan, 2010, http://sites.google.com/site/azzuhrycorpPeledakan Free Port,2010, www.ptfi.co.id./www.fcx.comDAFTAR RUJUKAN

Agustus 12, 2009 - Ditulis oleh miningvoice | Uncategorized Minerals Council of Australia, 2009, www.dfat.gov.au/aii/publications/bab06/index.htmlPeledakan, 2010, http://sites.google.com/site/azzuhrycorpPeledakan Free Port,2010, www.ptfi.co.id./www.fcx.comEmne: Perhitungan Rangkaian Peledakan Menggunakan Detonator Listrik

INCLUDEPICTURE "http://b.static.ak.fbcdn.net/rsrc.php/yb/r/GsNJNwuI-UM.gif" \* MERGEFORMATINET

Viser det eneste opslag.

Sergi

1. Rangkaian Seri

Rangakaian seri adalah rangkaian yang sangat sederhana dengan arus minimum yang disuplai Blasting Machine pada setiap detonator sekitar 1,5 Amper untuk menjamin tiap detonator tersebut meledak sempurna.prinsip peledakan adalah menghubungkan Legwire dari satu lubang ke lubang lain secara menerus, sehingga apabila sala satu detonator mati, maka seluruh rangkaian terputus dan akan berakibat gagal leda ( Miss fire). Pada sisitem seri akan diperoleh arus ( amper ) yang rendah dan tegangan atau voltage tinggi. Apabila salasatu kawat ada yang putus, maka seluruh rangkaian tidak dapat berfungsi. Umunya jumlah detonator pada system seri kurang dari 40 bijih degnan panjang Leg Wire ( Kabel Utama )tiap detonator 7 m ( meter ). Tahanan total ( R t ) dan Voltage dari rangkaian seri dapat dihitung sebagai berikut.

PRINSIP DASAR

R total ( R t ) = R1 + R2 + R 3 +R 4 +R n = n .R

i total i 1 = i 2 = i n

Volt = i ( n R )

V = I x R

R T = RD + RC + RF

Contoh :

Hitunglah arus yang mengalir dalam rangkaian seri yang terdiri dari 40 detonator dengan panjang leg wire tembaga 24 ft, Connecting Wire tembaga 20 AWG = 200ft dan Firing Line Tembaga 14 AWG = 500ft

Tahanan detonator ( R D )Tahanan setiap detonator menurut table XXXIV adalah 2,3 ohm,Tahanan detonator dalam rangkaian = R D = 40 x 2,3 ohm = 92 ohm

Tahanan firing line dan tahanan connecting wire ( R C & R F )Tahanan firing line connecting wire 500 ft 14 AWG dan connecting wire 20 ft 20 AWG. Dari table XXXIV tahanan kawat tembaga 14 AWG adalah ,53 ohm / 1000 ft dan 20 AWG adalah 10,15 ohm / 1000 ft.

Catatan ; AWG ( American Wire Gauge, yaitu ukuran kawat standart amerika )

jawab ;

Rf = 2500ft(2,53 ohm)/(1000 ft) = 2,53 ohm

Rc = 200 ft (10,15 ohm)/(1000 ft) =2,03 ohm

Hitunglah tahanan total, R T R T = RD + RC + RF

R T = 92 ohm + 2,53 ohm + 2,03 ohm = 96,56 ohm

Arus Arus yang mengalir dalam rangkaian seri dari sumber tenaga 220 Volt Power Line

I = V/R

=(220 volt)/(96,56 ohm)

= 2,28 amper atau lebih besar dari ( > ) 2 Amper

Tabel XXXV di tentukan bahwa minimum arus AC untuk rangkaian seri adalah 2,0 Amper. Hasil perhitungan di dapat 2,28 Amper , melampaui kebutuhan Minimum, sehingga peledakan dapat di laksanakan.

Ganbar 1. Rangakian Seri

2.Rangkaian Parallel

Rangkaian parallel adalah suatu rangkaian di mana setiap detonator mempunyai alur alternative dalam rangkaian tersebut, sehingga apabila sala satu atau beberapa detonator mati, detonator yang lainnya masih dapat meledak. Oleh sebab itu pengujian rangkaian menyeluruh secara langsung sangat riskan, apabila setiap detonator belum di uji. Untuk peledakan rangkaian parallel, arus minimum yang diperlukan per detonator sekitar 0.5 amper. Namun secara menyeluruh system parallel memerlukan arus tinggi dengan Voltage rendah dan untuk menyuplai tenaga listrik digunakan panel control khusus bukan dari Blastign Machine atau Expolder . Tahana parallel total ( R t ) di hitung sebagai berikut ;

PRINSIP DASAR

1/(R total) = 1/(R 1)+1/R2 ++ 1/R3

i total= i1+ i2+ in

Volt = i ( n R)

Gambar 2. rangkaian Parallel

Contoh : Suatu peledakan memakai 60 buah detonator jenis 16 ft copper wire delay electric detonator dirangkai dalam parallel. Bus wire 200 ft 14 - AWG copper. Firing line terdiri dari Expendable Firing line 200 ft 14 AWG copper dan Permanent firing line 2000 ft 110 AWG sumber tenaga yang tersedia adalah 220 volt AC dan 440 Volt AC power line. Menurut table XXXV arus yang di hasilkan dari sumber tenaga untuk setiap detonator adalah minimum 1,0 amper dan maximum 10 amper untuk AC maupun DC.a. Tahanan detonator dalam rangkaian ( R D )

Tahanan setiap detonator menurut table 6.2, untuk 16 ft copper "wire detonator adlah 1,9 ohm.

RD= (1,9 ohm)/(60 detonator)

RD=0,032 ohm

b.Tahanan Bus wire ( R B )

Tahanan Bus wire adalah : x Panjang Bus Wire x Tahanan Kawat 14 AWG / ft ( table XXXIV ).

RB= 12 200 ft (2,53 ohm)/(1000 ft)

RB=0,253 ohm

c. Tahana Firing Line ( R F )

Tahan firing line adalah jumlah dari tahanan Expendable Firing line 14 AWG copper dan Permanent firing line 110 AWG ( table XXXIV ).

R F = tahanan Permanent firing line

R f1=2200 ft (2,53 ohm)/(1000 ft) =1,012 ohm

R F 2 = tahanan permanent firing line

R f2=2 2000 ft (0,999 ohm)/(1000 ft)=3,996 ohm

RF = Rf1 + Rf2

R F = 1. 012 ohm + 3,996 ohm = 5 , 008 ohm

d. Tahanan total ( R T )

R T = R D + R B + R F

R T = 0,032 ohm + 0,253 ohm + 5,008 ohm

R T = 5,293 ohm

e. Arus

Arus yang mengalir dalam rangkaian dari sumber tenaga 220 Volt AC atau 440 volt AC dapat dihitung dengan rumus :

I= V/R

I= (220 volt)/(5,293 ohm)

I = 41,56 Amper

Arus per detonator= (41,56 amper)/(60 detonator)=0,69 amper/ detonator

Sumber tenaga 220 volt AC tidak mencukupi untuk meledakan raoud dalam pembuatan trowongan .

Sumber tenaga 440 volt AC

I= (440 volt)/5,293ohm

I = 83,13 amper

Arus per detonator= (83,13 amper)/(60 detonator)=1,38 amper/ detonator

Ternyata sumber tenaga 440 volt AC dapat di pakai unutk peledakan round karena arus yang mengalir per detonator diantara minimum 1,0 amper dan maximum 10 amper ( Tabel XXXV )

3.Rangkaian Parallel Seri

Rangkaian ini terdiri dari sejumlah rangkaian seri yang di hubungkan parallel. Umumnya rangkaian ini di terapkan apabila peledakan memerlukan lebih dari 40 detonator dengan leg wire setipa detonator lebih dari 7 meter,serta dipetimbangan bahwa apabilah seluruh lubang ledak dihubungkan secara seri memerlukan power yang besar. Perhitungan tahanan dan arus untuk memperoleh power atau voltage yang sesuai ,adalah sebagai berikut : Hitung duluh tahanan total untuk setiap rangkaian Hitung tahanan pada rangkaian parallel - seri degnan menganggap bahwa tahanan total hubungan seri sebagai tahanan pada rangkaian parallel.

Cara parallel cukup efektif untuk jumlah lubang ledak kurang dari 300, namun demikian perlu di pertimbangkan pula bahwa untuk jumlah lubang ledak sampai ratusan rangkaian dan perhitungan menjadi tambahan kompleks.

Gambar 3. Rangkaian Paralell Seri

Contoh :

Suatu rangkaian parallel seri terdiri dari 4 seri masing masing mempunyai 40 detonator short delay ( Gbr diatas ) dengan tahanan tiap detonator 1,8 ohms, kawat penyambung ukuran 22 AWG 40 m, dan kawat utama 22 AWG 150 m, hitunglah total tahan dan voltage.

Penyelesaian ;

Komponen Jumlah Tahanan ( R ) Total Tahanan ( RT )

Detonator 40 1,8 ohm 72 ohms Kawat penyambung 40 m 16,44/ 330 = 0,05 ohms / m 2 ohms

Total Tahanan Parallel 74 ohms

Total tahanan dalam parallel untuk 4 hubungan seri = 74 ohms / 4 = 18, 5 ohms

Komponen Jumlah Tahanan ( R ) Total Tahanan ( RT )

Detonator 40 74 ohms 18,5 ohms Kawat penyambung 150 m 16,44/ 330 = 0,05 ohms / 7,5 ohms

Total Tahanan Parallel 26 ohms

Jadi voltage yang dibutuhkan untuk hubungan parallel seri tersebut adalah :

I = 1,5 x 4 = 6 amper

I = 6 x 26 = 156 volts

Membuat Micro hidro

Posted by ThoLeEnergi diperbarui,mikro hidro23:48

PengenalanJika situs Anda memiliki sumber air mengalir, Anda hanya harus menyelidiki potensinya sebagai sumber listrik."Pengalaman kami dengan sistem mikro hidro telah menunjukkan bahwa daya air akan menghasilkan antara 10 dan 100 kali lebih banyak daya dari PV atau angin untuk penanaman modal yang sama. Kita tidak harus mempertimbangkan pilihan lain kecuali tidak ada cukup aliran yang tersedia dalam dua kilometer."

Sejak air mengalir siang dan malam, sebuah sistem mikro hidro memerlukan baterai penyimpanan kurang jauh dibandingkan dengan teknologi lainnya. Bahkan jika sungai yang jauh, hal itu mungkin masih layak.Aliran musiman menawarkan kinerja besar ketika air hibrida dan sistem surya dirancang. Ketika persyaratan kekuatan Anda adalah yang tertinggi, di musim dingin, air biasanya mengalir tercepat. Modul surya paling efisien bila ada matahari musim panas yang paling dalam.

Listrik dihasilkan dari energi dalam air yang mengalir dari tingkat tinggi ke tingkat yang lebih rendah. Perubahan elevasi disebut kepala dan pasokan tekanan, yang mendorong turbin. Arus merupakan faktor lainnya yang berkontribusi untuk produksi listrik. Hal ini biasanya dibatasi oleh ukuran sungai. Jumlah listrik yang dihasilkan secara langsung berkaitan dengan kepala dan aliran. Jika kepala atau aliran meningkat meningkatkan daya output secara proporsional. Banyak sistem hydro mikro dapat memanfaatkan pipa yang ada yang digunakan oleh sistem gravitasi makan air. Beberapa alat penyiram inci pada dua pipa adalah setara kilowatt jam per bulan listrik mikro hidro. Situs pertimbangan Banyak faktor yang bekerja sama untuk membuat situs mikro hidro sukses.Untuk mendapatkan kinerja yang optimal peralatan Anda tidak harus terlalu besar atau terlalu kecil. Sebuah turbin bisa sampai beberapa kilometer jauhnya dari tempat daya sedang digunakan dan masih dikenakan biaya efektif. Hal ini jauh lebih murah untuk menjalankan baris kawat daripada untuk memperpanjang pipa panjang.Transmisi garis berukuran Benar dan generator tegangan tinggi dapat memberikan sejumlah besar kekuatan cara jauh dengan kerugian yang diterima dan biaya yang efektif fashion. Sebuah inverter besar akan memberikan layanan yang luar biasa dari sistem berbasis baterai kecil dan menyimpan banyak pipa air dan penanganan air. Di sisi lain hanya akan lebih tinggi atas gunung kecil atau menggunakan pipa yang lebih besar dapat menghasilkan cukup daya tambahan untuk menyediakan ruang dan menghilangkan pemanasan baterai sama sekali dengan menghasilkan AC secara langsung.Jika memungkinkan situs Anda, Anda dapat memiliki turbin AC besar dengan semua fungsi dari bahan bakar fosil generator-120 / 240 VAC berjalan 24 jam per hari, tetapi tanpa suara, bau, polusi dan bahan bakar yang sedang berlangsung dan biaya pemeliharaan. Meskipun lebih mahal daripada sistem pengisian baterai, output terus menerus dari 3 kW atau lebih akan panas rumah untuk sebagian besar tahun, di samping kota-gaya hidup memasok alat dan beban pencahayaan.Ada banyak yang dipertaruhkan, finansial dan lain dalam sistem bertenaga tinggi.

Mengukur tekanantekanan air yang menghasilkan tenaga dan harus diukur dengan hati-hati. situs mikro hidro berkisar dari beberapa pon tekanan hingga 150 PSI atau lebih. Cara termudah untuk mengukur tekanan adalah dengan melihat tekanan gauge terletak pada titik terendah dari sebuah pipa yang ada. Ketika air tidak bergerak dalam pipa (tekanan statis), Anda dapat menentukan kepala vertikal dengan mengalikan tekanan dengan 2,31.

Mikro Hidro DesainJika tidak ada alat pengukur tekanan atau pipa yang tersedia, survei situs dengan cara lama. batang adalah tongkat yang panjang delapan meter dengan masing-masing kaki ditandai. Tunggu lurus di udara pada titik awal. Setiap tempat yang sejajar dengan bagian atas penguasa juga delapan kaki lebih tinggi dari dasar. Menggunakan tingkat, pemandangan di sepanjang ke sebuah titik yang sejajar dengan bagian atas batang. Ini juga delapan meter di atas titik awal.Berikutnya memindahkan tongkat sehingga Anda dapat menempatkan bagian bawah pada sebidang tanah yang ditandai sebagai bahkan dengan bagian atas sebelumnya.Sekarang, setiap tempat yang sejajar dengan bagian atas pengaturan kedua staf adalah 16 meter lebih tinggi dari titik awal. Ulangi seperlunya. Berat sikat berarti pengaturan lebih sering. Tambahkan up total Anda untuk mendapatkan elevasi di kaki.Untuk situs kepala tinggi, lebih dari 200 kaki, sebuah altimeter sensitif dapat digunakan. Catat elevasi di bagian bawah. Pindah ke atas, dan mencatat ketinggian lagi. Perbedaan di kaki adalah kepala kotor Anda. Ulangi proses dan rata-rata hasil untuk akurasi yang lebih baik. Karena altimeters mengukur perbedaan tekanan atmosfer, pilih hari ketika cuaca tidak berubah dengan cepat penerima. Banyak juga menawarkan sebuah altimeter. Kehandalan ini akan tergantung pada unit GPS dan kekuatan sinyal. Sekali lagi, mengambil beberapa bacaan dan rata-rata mereka untuk akurasi terbaik.

Mengukur aliranAliran adalah volume air per unit waktu yang tersedia untuk turbin. Ini bervariasi musiman dan dapat bervariasi sepanjang sungai panjang jika aliran sungai ke dalamnya. Mengukur arus pada waktu yang berbeda tahun ini membantu memperkirakan aliran maksimum dan minimum yang digunakan. Kebanyakan sistem mikro hidro menggunakan kurang dari seratus galon per menit. Arus ini dapat diukur dengan waktu berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ember. Seratus galon per menit akan mengambil tiga detik untuk mengisi galon ember lima.Sebuah sistem mikro hidro biasanya hanya menggunakan sebagian kecil dari aliran sungai dan memiliki dampak yang sangat kecil ke sungai secara keseluruhan. Terlalu banyak pengalihan air dari sungai akan menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan dan harus dihindari.Biasanya pipa adalah faktor pembatas dalam menentukan apa aliran tersedia. Anda akan terkejut betapa kecilnya aliran air bahkan 50 galon per menit adalah.

Mengukur jarakBeberapa sistem mikro hidro menggunakan pipa yang sudah diinstal untuk keperluan lain seperti irigasi atau penyediaan air domestik. 40 PSI adalah tekanan rumah tangga biasa dan dengan mudah dapat menghasilkan cukup banyak kekuasaan. Namun, untuk memprediksi berapa besar daya pipa dapat menghasilkan, kita perlu tahu berapa lama itu, apa itu, dan apa adalah diameter. Sejak daya dapat dipindahkan cukup cara, jarak dari mana kekuasaan itu harus dihasilkan ke tempat yang akan digunakan perlu diketahui juga.

GeneratorMikro hidro menggunakan berbagai generator untuk menyesuaikan berbagai situs yang tersedia. Sebuah alternator otomotif diadaptasi khusus menyediakan biaya rendah, output DC. Unit ini lebih murah, tapi jangan sering memerlukan perawatan lebih. Mengganti sikat adalah murah dan prosedur yang relatif sederhana yang mungkin diperlukan setiap enam bulan sampai dua tahun terus digunakan. Seorang yang lebih baru, sikat efisiensi tinggi permanen magnet generator kurang juga tersedia, yang menjadikan pemeliharaan yang tidak perlu. Unit ini hanya memiliki satu bagian bergerak dan bantalan disegel. Pemeliharaan Generator hanya dibutuhkan pada interval bertahun-tahun. Unit ini dapat disesuaikan untuk menghasilkan daya secara efisien melalui berbagai tekanan.

Berapa banyak yang cukup?Ada banyak jawaban untuk pertanyaan ini. Tidak ada sistem yang cukup besar untuk mendukung limbah. Adalah penting bahwa Anda meneliti sisi manajemen permintaan dan konservasi pertama, seperti yang akan Anda sistem energi alternatif.. Di sebuah rumah biasa dengan harga listrik murah, rumah tangga akan menggunakan 700 kW / bulan h untuk layanan listrik dasar, tidak termasuk pemanasan dan memasak yang dapat berasal dari sumber lain. Dasar praktek konservasi energi seperti menggunakan lampu neon kompak dan penghapusan beban phantom ini dapat dengan mudah dipotong total setengah ke 350 kW / h per bulan. Custom peralatan, seperti pendinginan yang efisien energi lagi dapat mengurangi beban ini cukup. Anda harus ingat bahwa itu lebih ekonomis untuk mengurangi konsumsi daya Anda di tempat pertama. sistem pengisian baterai umumnya tidak menyediakan tenaga listrik yang cukup untuk pemanasan beban, selain menggunakan berselang. Ini bisa, tetapi memberikan sebuah rumah dengan puluhan kilowatt-jam per bulan perlu untuk lampu dan musik, atau ratus kilowatt beberapa jam per bulan yang diperlukan untuk pendinginan danpembekuan.

Ukuran sistem AndaSampel di bawah ini dan rumus pada halaman berikut ini dimaksudkan untuk memberikan ide yang sangat kasar dari kemampuan potensi situs Anda. Hal ini tidak berarti dokumen desain sistem yang komprehensif, yang berada di luar lingkup publikasi ini. Jika Anda tertarik untuk belajar lebih lanjut tentang desain rincidan instalasi sistem mikro hidro.Anda dapat menentukan seberapa banyak daya yang akan menghasilkan sebuah sistem cukup akurat bila Anda mengambil semua faktor yang berbeda ke dalam account. Sesuai pengukuran situs yang benar-benar penting. Cukup menebak kepala dan aliran umum akan meninggalkan Anda dengan hasil yang mengecewakan. Situs sampel di bawah ini dimaksudkan untuk memberikan ide yang sangat kasar dari jumlah listrik yang tersedia dari berbagai situs. Halaman berikut memberikan beberapa rumus sehingga Anda lebih lanjut dapat menghitung potensi situs Anda. Sekali lagi, ini hanya dimaksudkan sebagai gambaran kasar account. Situs Aktual perhitungan lain melibatkan variabel yang perlu dibawa ke.

Contoh Situs 1-50 Feet KepalaDalam contoh ini, kita memiliki sebuah situs yang memiliki 50 kaki kepalanya kotor atau 22 statis tekanan PSI (tekanan dengan katup tertutup). Panjang pipa yang diperlukan untuk mencapai ini adalah 600 kaki inci poli pipa-dua. irigasi sprinkler biasa tidak akan bekerja dengan baik di situs ini, tetapi dapat menghasilkan sekitar 80 kW / jam listrik per bulan. Ini adalah kekuatan yang cukup untuk pencahayaan efisien, elektronik, dan kebutuhan pendinginan sederhana.

Contoh 2-100 Feet KepalaSitus contoh ini mirip dengan contoh pertama, kecuali ia memiliki 100 kaki atau 43 kepala kotor statis tekanan PSI. 600 kaki panjang yang sama dua inci pipa digunakan. penstock ini akan menggunakan 50 GPM. Situs ini dapat menghasilkan lebih dari 235 kW / h per bulan. Seperti yang Anda lihat, meningkatkan kepala memiliki efek dramatis pada output daya. Sebuah situs seperti ini mampu menjalankan beban yang lebih besar seperti alat-alat listrik dan peralatan yang lebih besar.

Situs Contoh 3 - Long PipaMisalnya, Anda memiliki bertahap lereng sangat, dan akan membutuhkan 6.000 kaki dua inci pipa untuk mencapai 100 kaki kepala vertikal. penstock ini akan menggunakan 16 galon per menit untuk menghasilkan 85 kW / h per bulan. Meskipun Anda akan menghabiskan lebih banyak waktu dan uang pada penstock, ini masih akan jauh lebih ekonomis daripada Solar, angin dan tentu saja, bahan bakar fosil-generator.

Situs Contoh 4 - Spring AirIni sumber air ini adalah pegas. Spring air umumnya lebih hangat dari sumber lain, dan kurang cenderung membeku. Sebuah pegas yang menghasilkan 5 GPM, menjatuhkan 200 kaki di pipa 1,5 inci yang adalah 1000 kaki panjang akan menghasilkan 70 kW / h per bulan!

Situs 5 - Arus Tinggi, Rendah KepalaSitus ini menggunakan 300 kaki empat inci Aluminium atau pipa poli dengan 20 kaki kepalanya. Jika 200 GPM air tersedia, itu akan menghasilkan ke atas dari 185 kW /h per bulan.

Contoh Situs 6 - Situs BesarBanyak daya dapat dihasilkan oleh empat pipa inci. Sebuah pipa 900 kaki panjang 310 kaki dengan kepala yang menggunakan??? GPM dengan mudah dapat menghasilkan ribuan kW / h per bulan. Ini adalah kekuatan yang cukup untuk menjalankan sebuah desa yang efisien energi atau pabrik kecil.

Persamaan1 ft kubik / detik = 450 USGM = 28,3 liter / detik1 psi = 2,31 meter dari kepala = 0,7 meter dari kepala

Sebuah pendekatan yang baik dari yang tersedia Daya untuk sistem pengisian baterai mikro hidro diberikan oleh: Kepala Bersih [ft] x Arus [USGM][Watts Power] = -------------------------------------- 14turbin Hydro dan generator untuk AC hanya sistem mikro hydro lebih efisien, sehingga persamaan daya di atas perlu diubah: Net Head [ft] x Kepala Bersih [ft] x Flow [USGM] Arus [USGM][Watts Power] = -------------------------------------------------------------------- 9Contoh Sistem BateraiTotal jarak antara tempat kami ingin menimba air dari sungai dan di mana turbin akan berlokasi adalah 600 meter. Dengan demikian panjang pipa (LP) harus 600 meter. Bersama ini pipa 600 kaki ada penurunan ketinggian 80 kaki. Jadi kepala statis (HS) adalah 80 meter. Aliran (F) yang tersedia dari sungai diukur untuk 48 US Gallons per menit.

Lp = Panjang pipa = 600 meterHs = Statis = Kepala = 80 kakiF = Arus = 48 USGM

Dari Tabel Gesekan Pipa, gesekan kerugian untuk PVC pipa 2 inci pada 48 USGM adalah 2,7 kaki per seratus meter.Hf = Gesekan kepala = 2,7 x 600 feet/100 kaki kaki = 16 kakiHn = Bersih Kepala = HS - Hf = 80 kaki - 16 kaki = 64 kaki 64 feet x 64 kaki x 48 USGM 48 USGMTotal Daya = ------------------------------------------ = 219 watt 14

Power yang dihasilkan adalah sekitar 219 watt. Lebih dari 24 jam hanya selama 5 kWh energi akan dihasilkan.Dalam sistem 12 volt nominal turbin dan generator akan memberikan sekitar 15 amp terus menerus atau 36