tugas makalah ventilasi tambang ventilasi alami
DESCRIPTION
mine VentilationTRANSCRIPT
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