CONTOH SOAL VENTILASI TAMBANG
MS.ProTamUIN-SemII/17
1. Salah satu tujuan operasi Ventilasi Tambang Tambang adalah menurunkan suhu suhu ruang dalam tambang bawah tanah. Sumber Panas Dalam Terowongan dapat merupakan kombinasi dari faktor2 berikut, kecuali: a. Sensible heat, heat, Auto compression, Human metabolism, Geothermal Geothermal gradient, Use of equipment, Blasting b. Auto compression, compression, Human Human metabolism, Climate, Geothermal Geothermal gradient, Use of equipment, Blasting c. Auto compression, Human metabolism, Climate, Geothermal gradient, Use of equipment, Blasting d. Auto compression, compression, Human metabolism, Oxydation, Geothermal gradient, Use of equipment, Blasting e. Semua benar 2. Aliran udara dalam dalam terowongan terowongan tidak mengikuti mengikuti prinsip berikut, berikut, kecuali : a. Dari tempat dengan dengan tekanan tekanan tinggi ke tekanan rendah, dan dari tempat dengan suhu tinggi ke suhu rendah b. Dari tempat dengan dengan tekanan tekanan rendah ke tekanan tinggi, dan dari tempat dengan suhu tinggi ke suhu rendah c. Dari tempat dengan dengan tekanan tekanan tinggi ke tekanan rendah, rendah, dan akan akan lebih banyak melalui jalur dengan tahanan tinggi daripada jalur dengan tahanan rendah. d. Dari tempat dengan dengan suhu rendah rendah ke tempat dengan dengan suhu tinggi, dan akan lebih banyak melalui jalur dengan tahanan rendah daripada jalur dengan tahanan tinggi. e. Semua benar 3. Tujuan operasi Ventilasi Tambang Bawah Bawah Tanah adalah adalah antara lain adalah, adalah, kecuali : a. Memenuhi kebutuhan Oksigen bagi pekerja dan mesin2 b. Mengencerkan konsentrasi gas gas tambang dan membuang membuang debu debu c. Menurunkan suhu suhu ruangan di tambang bawah tanah, tanah, dan menurunkan menurunkan kelembaban udara d. Menutup sumber sumber gas tambang tambang dan membuang gas gas tambang. e. Semua benar 4. Ventilasi alam pada tambang bawah tanah dapat terjadi karena karena hal berikut, berikut, kecuali : a. Hanya bila terowongan terowongan mempunyai dua mulut berbeda berbeda yang berhubungan dengan udara luar, b. Udara mengalir dari down cast shaft ke up cast shaft
c. Terpengaruh oleh faktor tekanan, densitas, dan suhu udara d. Bila terjadi perbedaan suhu didalam dan diluar mine stope e. Semua benar 5. Booster Fan merupakan alat yang memenuhi pernyataan berikut : a. Alat yang mengubah energi mekanis menjadi energi fluida, dan menambah kuantitas aliran udara dalam tambang, b. Alat yang membantu Main Fan mempercepat aliran udara dalam tambang, dan ditempatkan diluar tambang c. Alat yang dipasang dalam tambang untuk membantu penyaluran udara bersih. d. Harus berupa Forcing Fan dan bukan Exhausting Fan e. Semua benar
6. Dalam merencanakan kualitas udara bersih sistem ventilasi tambang bawah tanah, hal berikut harus dipertimbangkan, kecuali: (a) Tingkat konsentrasi O2 yang harus diadakan dalam operasi tambang, (b) Suhu dan kelembaban udara dalam tambang (c) Jenis debu dan pengotor udara yang lain yang diperkirakan timbul dalam operasi tambang (d) Konsentrasi debu dan pengotor lain yang udara yang di alirkan ke tempat operasi tambang (e) Lama waktu paparan pekerja terhadap debu dan pengotor udara yang lain.
7. Faktor 2 Alam yang harus menjadi pertimbangan dalamPerencanaan Ventilasi Tambang Bawah Tanah adalah sebagai berikut, kecuali : a. Kedalaman lubang bukaan, dan lapisan batuan sumber gas b. Cuaca dipermukaan, dan sifat kimia batuan c. Karakteristika geologis batuan tempat lubang bukaan , dan sifat fisika batuan d. Pola aliran sungai di sekitar tambang, dan pola aliran fluida didalam tanah e. Semua benar 8. Faktor Teknis Penambangan yang harus menjadi pertimbangan dalam Perencanaan Ventilasi Tambang Bawah Tanah adalah sebagai berikut, kecuali : a. Cara penambangan, dan budaya kerja pelaksana penambangan b. Jenis mineral, dan cara pembongkaran c. Tata Letak fasilitas penambangan bawah tanah, dan jalur “hauling” d. Kapasitas produksi, dan jumlah “front kerja” e. Semua benar
9. Tindakan yang harus menjadi pertimbangan untuk kontrol bahaya yang timbul terkait Ventilasi Tambang Bawah Tanah adalah sebagai berikut, kecuali : a. Pemasangan “water sprayer” untuk menekan debu berbahaya b. Pembuangan gas dan pemasangan scruber c. Pendinginan dan isolasi d. Penutupan sumber debu, dan penutupan sumber gas e. Semua benar 10. Jenis bahaya yang dapat timbul terkait dengan Sistem Ventilasi Tambang Bawah Tanah adalah sebagai berikut, kecuali : a. Debu peledakan dan debu batuan b. Asap peledakan dan gas beracun c. Asap pembakaran mesin dan asap peledakan d. Kekurangan oksigen, dan aliran udara masuk. e. Semua benar 11. System vantilasi mengikuti prinsip ubahan energi mekanik menjadi energi fluida. Berikut pernyataan terkait fluida, kecuali : a. Molekul fluida bebas bergerak diantara sesamanya b. Densitas fluida makin besar, pergerakan antar molekul semakin bebas c. Gaya tarik menarik antar molekul fluida berbanding lurus dengan jarak antar molekul d. Gas termasuk dalam kategori fluida, karenanya gaya tolak menolak antar molekul gas berbanding terbalik dengan jarak antar molekul gas. e. Semua benar 12. Walaupun cairan dan gas masuk dalam kategori LIQUID, terdapat perbedaan diantaranya sebagai berikut (Pilih yang salah ) : a. Molekul gas identik dengan molekul uap cairan b. Campuran gas membentuk lapisan (layering) karena beda densitinya c. Kebanyakan cairan tidak berubah volumenya dengan tekanan (incompressible) d. Gas berubah bentuk dan voilumenya karena tekanan (Compressible) e. Semua benar 13. Ventilasi Tambang Bawah Tanah pada dasarnya adalah suplai udara bersih kedalam tambang. Terkait dengan hal itu, berikut pernyataan benar terkait UDARA, kecuali : a. Lapisan udara menyelimuti bumi sampai 40 km diatas permukaan tanah b. Tekanan udara atmosphere berkurang dengan bertambahnya jarak diatas permukaan tanah c. Tekanan udara dipermukaan tanah 100000 Pa yang setara dengan 100 miliBar d. Tekanan udara didalam shaft dipengaruhi oleh berat kolom udara diatasnya, dan panas batuan e. Semua benar
14. Gas dan debu kontaminan udara tambang antara lain berupa gas beracun termasuk gas berikut, kecuali : a. CO2 dan NO, NO2 b. CO2 dan CH4, H2S c. Clhorine, HCL, dan HCN d. SO2, asap peledakan e. Semua benar 15. Teknik Drilling and Blasting untuk pembuatan terowongan dapat menimbulkan kontaminasi udara, kecuali dari : a. Debu pemboran dan peledakan b. Partikulate kimia peledakan dan asap peledakan c. Gas Amonia dapat ditimbulkan oleh peledakan d. Gas methane e. Semua benar 16. Gas dan debu kontaminan udara tambang antara lain berupa gas beracun termasuk gas berikut, kecuali : f. CO2 dan NO, NO2 g. CO2 dan CH4, H2S h. Clhorine, HCL, dan HCN i. SO2, asap peledakan j. Semua benar 17. Oksigen dalam tambang dapat berkurang karena hal berikut, kecuali : a. Emisi gas tambang b. Proses Oksidasi pada batuan dan pada kayu penyangga c. Proses pernafasan pekerja d. Untuk pembakaran bahan bakar pada mesin kerja e. Semua benar 18. Pernyataan tantang Gas mudah terbakar (flammable gas) berikut benar,kecuali : a. Gas methane hanya terdapat pada tambang batubara b. Hydrogen, Carbon monoksida, dan Hydrogen sulphide termasuk “flammable gas” c. Flammable gas terdapat di tambang logam dan batubara d. Gas methane pada konsentrasi 5 – 15% mudah terbakar e. Semua benar
Contoh 1. Diperkirakan bahwa selama 7 jam kerja shift, sebanyak 2.500 m3 metana akan di emisikan ke dalam ruang bekerja di tambang batubara. Jika daya listrik harus
dimatikan pada konsentrasi metana 1 persen, tentukan aliran udara yang disarankan untuk ruang kerja tersebut. Jawab . Tingkat rata-rata emisi gas selama shift kerja adalah Eg = 2500/(7x 60 x60) = 0.0992 m 3 /s Kita gunakan nilai aman rancangan dengan nilai kandungan metan ½ dari batas aman Maka :
Cg = 0.5 per cent.
Persamaan Kuantitas Aliran udara untuk mengatasi adanya metana (9.4) memberikan Q
= 100 Eg/Cg m3/s = 100 ( 0.0992)/ 0.5 = 19.84 m3/s = 20 m3/s
Contoh 2. Udara masuk yang memasuki area kerja tambang membawa konsentrasi massa 0,5 mg / m3 debu. Operasi produksi pada front kerja menghasilkan 1000 ton mineral selama 8 jam dan menambahkan partikel debu ke aliran udara dengan kecepatan 1.300 mg per ton mineral yang ditambang. Jika konsentrasi debu yang terhirup di aliran udara kembali tidak boleh melebihi 2 mg / m3, tentukan aliran udara yang dibutuhkan. Jawab Tingkat rata-rata produksi mineral = 1000 /(8x 3600) = 0.0347 t/s Rata rata emisi debu per detik ; = 0.0347 × 1300 t/s mg/t = 45.14 mg/s Kapasitas aliran udara untuk mengusir debu, Cd = (batas konsentrasi yg dibolehkan - konsentrasi debu yang masuk) = (2 - 0.5) = 1.5 mg/m3.
Aliran udara yang dibutuhkan = 45.14/ 1.5 ( mg/s)( m3/mg) = 30.1 m3/s
Contoh 3. Udara memasuki bagian tambang pada Wetbulb temp, 20 ° C dan kerapatan, ρ, dari 1.276 kg / m3 Tekanan barometer rata-rata adalah 110 kPa. Telah ditentukan bahwa 2 MW panasnya ditambahkan ke udara di bagian tersebut. Jika wetbulb temp udara yang meninggalkan bagian tersebut tidak boleh melebihi 28 ° C dan tidak ada pendingin udara yang akan digunakan, tentukan aliran udara yang diperlukan agar temperatur <28 C. Jawaban. Dari persamaan Psikrometri, sigma panas diberikan sebagai
S=
0.622 e sw (2502.5- 2368 t w ) + 1.005 t w (P- e sw )
kj/kg
Dimana tekanan uap air pada temp wetbulb dihitung sbb : e sw = 0.6106 exp { 17.27 t w /(237.3 + t w ) } kPa Temperatur aliran masuk tw = 20°C, maka e sw = 0.6106 exp { 17.27 x 20 /(237.3 + 20) } = 2.3375 kPa dan S=
0.622 x 2.3375 (2502.5 – 2368 x 20 ) + 1.005 x 20 = 53.25 kj/kg (110- 2.3375 )
Aliran udara keluaran dengan temperatur tidak lebih dari nilai cut-off 28°C, maka menggunakan rumus yang sama, S2 = 82.03
kJ/kg.
Aliran udara masuk yang dibutuhkan (rumus 9.6) Q1
=
= 54.5
q 2-1 ρ(S1- S2)
=
2000 1.276(82.03 - 53.25)
kJ m 3 kg s kg kj
m3 / s
Contoh 4. Bengkel bawah tanah dengan panjang 40m, lebar 15m dan tinggi 15m. Perkirakan aliran udara yang dibutuhkan :
(a) Mengencerkan asap knalpot dari mesin diesel dengan output mekanik 200 kW dan (b) atas dasar dari 10 perubahan udara per jam. Jawab. (a) Menggunakan perkiraan kebutuhan aliran udara 8 m3 / s per 100 kW daya diesel yang dinilai (Bab 9.3.2) memberi 200 x 8 = 16 m3 /s 100 (b) Volume ruang bengkel = 40 x 15 x 15 = 9000 m3 Bila dibutuhkan pergantian udara 10 x perjam, maka kebutuhan aliran udara masuk : Airflow
Q=
9000 x10 = 25 m3 /s 60 x 60
Karena, nilai terbesar adalah 25 m
3
per detik, maka nilai ini harus dipakai .
