PROJECT AKHIR SISTEM PERENCANAAN VENTILASI TAMBANG
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Mata Kuliah TA – TA – 5234 – 5234 – Ventilasi Ventilasi Tambang Lanjut
Oleh : HARSALIM AIMUNANDAR JAYAPUTRA NIM : 22116019 Program Studi Magister Rekayasa Pertambangan ( Bidang Khusus Lingkungan Pertambangan)
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017
DAFTAR ISI
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................................................................
1
1.1 Latar belakang ........................................................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................................
2
1.3 Tujuan ....................................................................................................................................
2
1.4 Batasan Masalah ....................................................................................................................
2
1.5 Hipotesis .................................................................................................................................
2
1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................................
4
2.1 Kegiatan Penambangan Bawah Tanah ................................................................................... 4 2.1.1
Sifat-Sifat Badan Bijih Yang Mempengaruhi Metode Penambangan ....................... 4
2.1.2
Persiapan Pembukaan Tambang Bawah Tanah ........................................................ 4
2.1.3
Metode Penambangan Cut and Fill ........................................................................... 5
2.2 Prinsip Dasar Ventilasi Tambang Bawah Tanah ....................................................................
7
2.2.1
Sifat Udara ................................................................................................................
7
2.2.2
Temperatur Udara .....................................................................................................
8
2.2.3
Kelembaban Udara .................................................................................................... 9
2.2.4
Tekanan Udara ........................................................................................................
10
2.2.5
Konsep Aliran Udara ..............................................................................................
10
2.2.6
Resistensi Udara ......................................................................................................
12
2.2.7
Shock Loss ..............................................................................................................
15
2.2.8
Rangkaian Jalur Udara ............................................................................................
16
2.2.9
Rangkaian Seri ........................................................................................................
16
2.2.10 Rangkaian Paralel ...................................................................................................
16
2.3 Sistem Ventilasi ...................................................................................................................
17
2.3.1
Fan ...........................................................................................................................
20
2.3.2
Jenis – Jenis – Jenis Jenis Fan ......................................................................................................
20
2.3.3
Kurva Karakteristik Fan ..........................................................................................
21
2.3.4
Hukum Kipas ..........................................................................................................
22
i
2.3.5
Dasar-dasar Perhitungan Jaringan Ventilasi ...........................................................
23
2.4 Kualitas Udara Tambang ...................................................................................................... 24 2.4.1
Gas-gas Pengotor Pada Udara Tambang Bijih ........................................................ 24
2.4.2
Dasar Peraturan Ventilasi Tambang ........................................................................ 28
2.4.3
Perangkat Lunak Ventsim Visual 4 ......................................................................... 29
BAB III PERENCANAAN TAMBANG BAWAH TANAH PT HAJ ...................................................... 31 3.1 Rencana Kemajuan Tambang ..............................................................................................
31
3.2 Data Masukan Perangkat Lunak ..........................................................................................
31
3.3 Dimensi Lubang Bukaaan ....................................................................................................
31
3.4 Resistensi .............................................................................................................................
32
3.5 Kebutuhan Minimum Udara Segar ...................................................................................... 3.5.1
32
Kebutuhan Alat dan Pekerja ....................................................................................
32
BAB IV PERENCANAAN KEMAJUAN TAMBANG DAN SISTEM VENTILASI TAMBANG BAWAH TANAH PT. HAJ .......................................................................................................................
34
4.1 Perencanaan Sistem Ventilasi ..............................................................................................
34
4.1.1
Resistensi ................................................................................................................
4.1.2
Pengenceran Gas – Gas – gas gas Berbahaya .......................................................................... 34
4.1.3
Pengenceran Debu ................................................................................................... 34
34
4.2 Perencaan Kemajuan Tambang Dan Sistem Ventilasi PT HAJ ........................................... 36 4.2.1
Kebutuhan Minimum Udara Segar .........................................................................
4.2.2
Kebutuhan Terhadap Kuantitas Udara Tambang .................................................... 40
4.2.3
Kebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 1 ............................................ 40
4.2.4
Kebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 2 ............................................ 41
4.2.5
Kebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 3 ............................................ 41
4.3 Perencanaan Sistem Ventilasi & Simulasi Pada Perangkat Lunak Ventsim
40
................. ....... 42
BAB V PENUTUP ....................................................................................................................................
46
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................................
46
ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar belakang
PT. Harsanjaya (PT. HAJ) Merupakan salah satu perusahaan yang bergerak di bidang usaha petambangan berwawasan lingkungan yang memiliki lokasi penambangan cadangan bijih emas yang teretak berdekatan dengan lokasi Taman Nasional Ujung kulon. Berdasarkan pertimbangan produktivitas dalam kegiatan penambangan nantinya, PT. HAJ menggunakan system penambangan bawah tanah dengan metode cut and fill , sehinggah diharuskan memiliki perencanaan system ventiasi yang mempuni dalam mendukung berlangungnya kegiatan penambangan nantinya. Berdasarkan keberadaan arah urat vein PT HAJ, tambang tersebut direncanakan untuk melakukan kegiatan penambangan (development dan produksi) yang beroperasi selama 10 tahun dengan target sebesar 1800 ton ore/hari. Adapun pembagian tahapan penambangan akan dibagi menjadi 3 stage , yaitu stage ke 1 pada tahun ke -1 dan ke -2 merupakan kegiatan development dan produksi, dan tahap produksi selanjutnyaa selanjutnyaa dibagi dalam stage ke 2 untuk tahun ke -3 -3 sampai tahun ke -8 dan stage ke-3 untuk tahun tahun ke -9 sampai tahun ke -10. Dalam proses penambangan bawah tanah, salah satu hal yang peting adalah dibuatnya ventilasi tambang dalam menyediakan udara segar untuk para pekerja. Ventilasi merupakan pengendalian pergerakan udara, arah dan jumlahnya. Meskipun tidak tidak memberi kontribusi langsung ke tahap operasi produksi, system ventilasi yang kurang tepat seringkali akan menyebabkan efisiensi yang lebih rendah, produktifitas pekerja menurun dan tingkat kecelakaan yang meningkat. Oleh karena itu, system ventilasi menjadi hal yang sangat penting pada pertambangan bawah tanah. Hal ini juga telah diatur dalam Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No 555.K/26/M.PE/1995 mengenai perencanaan sistm ventilasai yang baik. Dalam melakukan perencanaan ventilasi tambang bawah tanah pengunaan p erangkat lunak akan mempermudah permodelan dalam merencanakan system ventilasi tambang bawah tanah. Sehinggah pada penelitian ini akan digunakan perangkat lunak Visual VentSim 4 dalam melakukan perencanaan system ventilasi tambang bijih bawah tanah.
1
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, masalah yang akan dibahas adalah bagaimana desain system ventilasi tambang untuk masing – masing – masing masing tahapan rencana kemajuan tambang di PT. HAJ yang didasari oleh Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No 555.K/26/M.PE/1995.
1.3
Tujuan
Adapun tujuan yang dilakukan adalah sebagai berikut : a. Memahami dan mempelajari rencana tahapan tahapan kemajuan penambangan PT. HAJ b. Memodelkan perencanaan jaringan ventilasi PT. HAJ sesuai dengan Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No 555.K/26/M.PE/1995. c. Memberikan masukan kebutuhan main fan yang diperlukan dengan simulasi perangkat lunak Ventsim. d. Menghitung total biaya capital dan biaya operasional yang harus harus dikeluarkan.
1.4
Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah untuk perencanaan system ventilasi ventilasi ini dibatasi oleh : a.
Parameter kualitas udara dibatasi pada temperatur basah (Wet Bulb 0C) dan temperatur kering (Dry Bulb 0C), kandungan O2 (%), konsentrasi CO (ppm) dan H2S (ppm), serta kelembaban udara relatif (Rh %) yang didapatkan dari hasil penelitian Tugas Akhir Sandro Hanaehan Sirait.
b.
Parameter kuantitas udara dibatasi pada kecepatan angin (m/s) dan debit udara (m3/s) yang didapatkan dari hasil penelitian Tugas Akhir Sandro Hanaehan Sirait.
c.
Pemodelan jaringan system ventilasi utama dan local local dengan perencanaan yang dilakukan untuk jangka waktu 8 tahun (3 tahapan kemajuan penambangan).
1.5
Hipotesis
Hipotesis yang akan dilakukan adalah sistem ventilasi tambang PT HAJ sesuai dengan Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No.555.K/26/M.PE/1995.
2
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini terdiri dari 7 (tujuh) bab, yaitu sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan berisi uraian penjelasan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, hipotesis, sistematika penulisan, dan diagram alir penelitian.
Bab II Tinjauan Pustaka berisi kumpulan dari beberapa sumber literature sebagai acuan dan pedoman yang digunakan dalam penelitian disusun dalam bab ini. Sumber literatur ini diambil dari referensi beberapa buku yang berkaitan dengan pen elitian dan dari media internet.
Bab III Data dan Pengolahan berisi data - data sekunder yang didapatkan dari referensi Tugas Akhir dan dilakukan pengolahan data tersebut.
Bab IV Analisis berisi pembahasan perencanaan ventilasi yang dibutuhkan.
Bab V Kesimpulan berisi simpulan dari hasil simulasi perencanaan ventilasi Myang dilakukan.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kegiatan Penambangan Bawah Tanah
Tambang dalam/tambang bawah tanah (underground mining) adalah metode penamban gan yang segala kegiatan atau aktivitas penambangannya dilakukan di bawah permukaan bumi, dan tempat kerjanya tidak langsung berhubungan dengan udara luar. Penambangan bawah tanah meliputi beberapa kegiatan seperti pembuatan jalan masuk, penggalian bijih dari badan bijih di massa batuan dan pengangkutan bijih ke permukaan. Guna menunjang beberapa aktivitas tersebut dibutuhkan penggalian sejumlah lubang bukaan dengan berbagai bentuk, ukuran dan orientasi yang sesuai dengan fungsinya. 2.1.1
Sifat-Sifat Badan Bijih Yang Mempengaruhi Metode Penambangan
Metode penambangan terdiri atas suatu urutan operasi produksi yang dilaksanakan secara berulang di dalam lombong dengan membagi badan bijih menjadi beberapa blok. Operasi penambangan bijih meliputi penggalian atau pemberaian, pemuatan dan pengangkutan merupakan kegiatan utama dalam semua metode penambangan, sedangkan kegiatan penunjangnya mungkin secara spesifik dapat berbeda dari satu metode ke metode lainnya 2.1.2
Persiapan Pembukaan Tambang Bawah Tanah
Fasilitas kerja di permukaan berfungsi untuk membantu atau menunjang kegiatan di bawah tanah, meliputi jalan angkut, gedung perkantoran, gudang peralatan, gudang bahan baku dan bahan bantu, perbengkelan, stasiun bahan bakar minyak, gudang bah an peledak, pembangkit tenaga listrik, dan emplasemen (stockyard). Fasilitas bawah tanah berupa lubang-lubang bukaan berfungsi sebagai: 1. Jalan masuk dan keluar bagi karyawan dan alat angkut yang bergerak: truk, lori, skip dan cage 2. Menempatkan peralatan: trafo, sistem telekomunikasi, ban berjalan, winch, fan, pipa air, pipa angin, pipa lumpur, dan ruang makan
4
3. Mengangkut material: peralatan penyangga (kayu, balok, besi profil, steel arches, hydraulic props, rock bolt, resin dll), bahan peledak dan perlengkapannya, air, udara segar, dan batu hasil penambangan 4. Lubang khusus ventilasi 5. Untuk penirisan, sumur dan open channel 6. Keselamatan kerja (penyelamatan jika terjadi kecelakaan) Mengingat fungsinya yang sangat spesifik tersebut, maka selain karyawantambang yang sedang bertugas dilarang masuk, kecuali bagi orang-orangtertentu yang mendapat izin seperti siswa/mahasiswa praktek, dan tamu tertentu. Berdasarkan posisinya lubang-lubang bukaan dapat berupa : 1. Lubang masuk utama (main entries), misalnya : a) Sumuran tegak / miring ( vertical / inclined shaft), b) Terowongan (tunnel / adit) 2. Lubang masuk sekunder, misalnya: lubang sejajar (drift) dan level 3. Lubang masuk tersier, misalnya: a) Lubang naik (raise), b) Lubang turun (winze), c) Sumuran buntu (blind shaft), d) Ramp
2.1.3
Metode Penambangan Cut and Fill
Cut and fill adalah salah satu metoda penambangan, dalam metoda penambangan ini, dengan cara menggali atau membuat bukaan-bukaan dan kemudian mengisi kembali dengan material lain bekas bukaan tersebut. Cut and fill merupakan metode penambangan dengan cara memotong batuan untuk membuat stope dalam level. Setelah selesai menambang dalam satu stope, maka stope tersebut diisi kembali tanpa menunggu selesai dalam satu level. Biasanya metode ini digunakan untuk mengambil bahan galian jenis bijih. Peralatan yang biasa digunakan untuk metode cut and fill ini adalah excavator, front shovel, dragline, dan shell. Prinsip kerja dari metode ini adalah bijih diambil dalam potongan yang sejajar dan setiap potongan yang telah diambil dilakukan pengisian dengan waste fill dalam stope sehingga menyisakan 5
ketinggian ruang yang mencukupi untuk melakukan pemboran bijih selanjutnya. Material Filling digunakan sebagai tempat berpijak untuk melakukan pemboran bijih selanjutnya. Material filling sering berupa waste rock dari kegiatan development dan eksplorasi sekitar tambang yang kemudian ditumpahkan melalui rise mengarah ke stope yang akan diisi dan untuk meningkatkan kekuatan material pengisi maka ditambahkan semen. Ada beberapa syarat untuk metode cut and fill stoping, antara lain : a. Endapan bijih tebalnya antara 1 – 6 m. b. Arah endapan relatif mendatar tapi cukup tebal. c. Sebaiknya untuk endapan vein, kemiringannya harus lebih dari 45o. Dan untuk endapan yang bukan vein kurang dari 45o. d. Endapan bijih keras, tapi batuan induknya boleh tidak kompeten mengingat hampir secara langsung disangga dengan material filling. e. Endapan bijih bernilai tinggi baik kadar maupun harganya.
Keuntungan dari metode cut and fill, antara lain : a. Ventilasi mudah diatur b. Dilusi seminimum mungkin c. Dinding antara 2 stope yang berdekatan bisa lebih tipis dibanding metode stoping yang lain d. Stope fleksibel mengikuti cebakan sempit kadar tinggi e. Stope stabil karena dengan yang lemah disangga dengan waste filling
Kerugian dari metode cut and fill, antara lain : a. Butuh material filling yang banyak b. Butuh buruh banyak untuk menangani filling c. Butuh banyak air untuk pulp d. Semen dan pasir halus untuk filling bisa menyumbat pompa/pipa e. Output dari stope terbatas karena adanya kegiatan filling
6
2.2
Prinsip Dasar Ventilasi Tambang Bawah Tanah
Ventilasi tambang merupakan pengaturan aliran udara bersih dari permukaan/luar tambang ke dalam tambang bawah tanah. Dalam pengaturannya udara akan mengalir dari suhu rendah ke tinggi, dari tekanan tinggi ke rendah dan udara akan lebih banyak mengalir pada jalur ventilasi dengan resistansi yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur dengan resistansi yang besar. Pada sistem ventilasi tambang ini memiliki 3 fungsi secara umum yang sesuai dengan prinsip-prinsip pada fluida dinamik, yaitu a. Sebagai pengontrol kualitas udara (Quality Control) pada tambang bawah. Hal ini dilakukan dengan cara mengatur konsentrasi gas-gas beracun di dalam tambang. Maka dari itu, ketika tambang bawah tanah melakukan produksi, konsentrasi dari gas-gas beracun dapat diatur konsentrasinya di dalam tambang sehingga tidak membahayakan para pen ambang yang sedang bekerja. b. Sebagai pengontrol kuantitas udara (Quantity Control). Kontrol kuantitas ud ara yang dimaksud disini adalah pengaturan jumlah volume (debit) dan arah aliran udara dari debit tersebut. Pengontrolan ini tidak hanya dilakukan pada suplai udara bersih di lubang bukaan dan saluran pipa udara ventilasi, tetapi kontrol ini juga dilakukan pada tempat pembuangan gas-gas beracun. c. Sebagai pengatur temperatur dan kelembaban udara. Pengaturan yang dilakukan adalah pengaturan pendinginan, pemanasan, kelembaban, dan penghilangan kelembaban uadara. Pada tambang bawah tanah sering kali kondisi temperatur udara tidak sesuai dengan temperatur optimal kerja, seperti udara yang terlalu panas dan kelembaban udara yang tinggi. Maka dari itu, dengan adanya pengaturan, kebutuhan udara pekerja dan alat yang berproduksi akan mendapatkan kondisi udara yang optimal untuk bekerja. 2.2.1
Sifat Udara
Udara merupakan campuran dari berbagai macam gas yang memiliki densitas yang berbeda – beda. Komponen gas yang terdapat di udara tdapat dilihat pada Tabel II.1 dibawah ini :
7
Table2.0.1 Kandungan Udara Bebas (Hartman, (1997)
2.2.2
Temperatur Udara
Ventilasi digunakan untuk memenuhi kenyamanan kerja di tambang bawah tanah yang kelanjutannya dapat meningkatkan efisiensi dan produksi. Temperatur mencapai tingkat tertentu, seseorang akan kehilangan efisiensinya, dan bila temperaturnya naik lagi maka dia akan mengalami gangguan fisiologi. Tubuh manusia memiliki keterbatasan dalam menerima panas sebelum system metabolismenya berhenti. Panas udara dapat mempengaruhi manusia dalam menurunkan efisiensi, mampu menimbulkan kecerobohan dan kecelakaan, dan menyebabkan sakit dan kematian. Panasnya temperatur udara di dalam tambang bawah tanah di pengaruhi beberapa faktor, yaitu : a. Faktor geothermal Faktor gradien geothermal merupakan panas didalam bumi yang diakomodasi oleh adan ya material panas dengan kedalaman beberapa ribu kilometer di bawah permukaan yang menyebabkan terjadinya aliran panas dari sumber tersebut hingga ke permukaan. Semakin ke bawah, temperatur bawah permukaan bumi semakin meningkat atau semakin panas. b. Faktor suhu di permukaan Faktor suhu di permukaan dapat menjadi sumber panas apabila terjadinya roses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang mengakibatkan terjadinya efek rumah kaca. Ini disebabkan karena naiknya konsentrasi CO2 di atmosfer. c. Mesin Mesin mekanik yang digunakan di tambang bawah tanah menghasilkan panas. Besarnya panas yang dikeluarkan oleh mesin mekanik ke udara tambang bawah tanah tergantung dari besarnya daya pada mesin yang dipakai.
8
d. Panas peledakan Panas yang ditimbulkan hasil peledakan dapat dikatakan dengan panas yang dalam waktu singkat, namun panas ini dapat mengakibatkan panas yang berkepanjangan apabila ventilasnya tidak bekerja dengan baik. Hasil ledakan batuan yang tidak terangkut keluar dapat mengakibatkan banyaknya genangan air (lumpur) sehingga dapat mngakibatkan meningkatnya uap air udara. e. Faktor Autocompresion Faktor alam ini yang dapat mempengaruhi ruang kerja menjadi panas. Faktor autocompresion adalah faktor dimana naiknya temperatur setiap 1 km akan naik sebesar 1˚C. f.
Air tanah Banyaknya air tanah yang mengenangi pada tambang bawah tanah akan berpengaruh pada kelembaban udara. Kelembaban udara yang tinggi akan menyebabkan udara menjadi panas.
Temperatur udara di dalam tambang bawah tanah diukur dalam satuan derajat Celcius. Tempe ratur yang digunakan di dalam tambang bawah tanah adalah temperatur basah dan temperatur kering. Besarnya temperature yang dihasilkan selalu temperature basah lebih rendah atau sama dengan temperatur kering.
2.2.3
Kelembaban Udara
Udara di dalam ventilasi tambang selalu mengandung uap air dan tidak pernah pernah ada udara benar-benar kering. Oleh karena itu akan selalu ada istilah kelembaban udara. Kelembaban udara adalah jumlah kandungan uap air yang ada di udara tambang bawah tanah. Kelembaban udara ini mempengaruhi tingkat efektivitas pekerja. Tingginya kelembaban dipengaruhi oleh temperatur udara. Semakin tinggi temperatur udara di suatu lokasi maka akan semakin tinggi pula kelembaban udaranya. Bekerja pada lingkungan yang terlalu panas dan lembab, dapat menurunkan kemampuan fisik tubuh dan dapat menyebabkan keletihan yang datang terlalu dini. Sedangkan pada lingkungan yang terlalu dingin, dapat menyebabkan hilangnya fleksibilitas terhadap alat-alat
9
motorik tubuh yang disebabkan oleh timbulnya kekakuan fisik tubuh. Kedua kondisi ini dapat mengurangi produktivitas kerja bahkan potensial menyebabkan kecelakaan kerja.
2.2.4
Tekanan Udara
Konsep aliran udara dipengaruhi oleh perbedaan tekanan. Udara akan mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sampai perbedaan tersebut sama dengan 0 sehingga aliran berhenti. Pada system ventilasi aliran udara, satu titik ke titik yang lain harus mempun yai perbedaan tekanan antara dua titik tersebut. Perbedaan tekanan ini disebut sebagai tekanan ventilasi dan berikut adalah aturan yang biasa dipakai dalam tambang bawah tanah. 1. Udara selalu mengalir dari tekan tinggike tekanan rendah dan selama perbedaan tekanan tetap maka udara akan tetap mengalir. 2. Semakin besar perbedaan tekanan antara dua titik maka semakin besar jumlah aliran udara yang mengalir. Dengan asumsi nilai resistensi tidak berubah. 3. Resistensi dapat mengurangi tekanan system ventilasi. 4. Jika perbedaan tekanan anatara dua titik sama dengan resistensi meningkat maka kuantitas udara yang mengalir akan berkurang. Tekanan adalah gaya yang digunakan pada luasan tertentu. Didalam system ventialsi digunakan satuan pascal. Pascal (Pa) = 1 Newton per meter persegi (N/m2). 2.2.5
Konsep Aliran Udara
Sedangkan untuk prinsip aliran udara tambang dalam system ventilasi tambang bawah tanah, berlaku prinsip : a. Aliran udara bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah b. Udara akan mengalir dari tempat yang suhu rendah ke tinggi c. Udara akan lebih banyak mengalir pada jalur ventilasi dengan resistansi/tahanan yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur bertahanan/resistansi yang lebih besar d. Tekanan ventilasi tetap memperhatikan tekanan atmosfir, bias positif ( Blowing ) atau negative ( Exhausting ) e. Aliran udara mengikuti hukum kuadrat yaitu hubungan antara quantity dan tekanan, bila quantity diperbesar dua kali lipat maka dibutuhkan tekanan empat kali lipat.
10
f.
Hukum-hukum mekanika fluida akan selalu diikuti dalam perhitungan pada ventilasi tambang.
Jumlah udara yang akan mengalir melalui sebuah system ventilasi tergantung pada perbedaan tekanan antara titik permulaan dan titiik akhir jalurventilasi dan ukuran dari bukaan. Selain itu terdapat juga factor lain yang menyebabkan jumlah udara yang mengalir sedikit adalah kekasaran dari dinding dan belokan tajam aliran udara serta berapa kali udara berubah arah. Ketika mengalirkan udara pada jalur yang lurus dengan energy konstan maka udara akan mengalir dengan kecepatan yang sama. Sehingga jika kekasaran permukaan berubah maka akan terjadi hambatan dalam mengalirkan udara dengan kecepatan yang sama dan membutuhkan energi yang lebih banyak untuk mempertahankan kecepatan. Kehilangan energy yang diakibatkan oleh kekasaran dari dinding dikenal dengan kehilangan tekanan gesek (Frictional Pressure Loss). Ketika udara dialirkan dengan kecepatan konstan, energy dbutuhkan untuk megubah kecepatan dan arah aliran. Perubahan ini terjadi di setiap aliran udara mengikuti perubahan arah, bentuk, dan ukuran. Kehingan energy pada perubahan arah aliran udara disebut Shock Pressure Loss. Contoh aliran jalur ventilasi pada tambang bawah tanah dapat dilihat pada Gambar III.1 dibawah ini.
Gambar 2.0.1 Contoh Salah Satu Rangkaian Jalur Ventilasi (McPherson, 1993)
11
2.2.6
Resistensi Udara
Aliran udara yang mengalir didalam sistem ventilasi tambang bawah tanah merupakan aliran udara yang sangat komplek, dimana aliran udara dipengaruhi oleh bentuk dan kekasaran permukaan yang heterogen sehingga terjadi kehilangan tekanan akibat friction dan shock yang kompleks. Tahanan aliran udara tambang dari pada rumus Atkinson yang dituliskan sebagai berikut .
= ( + ) ………………………………………………………………. (III.1) Keterangan : R
= Resistensi (Ns²/m8)
L
= Panjang jalur udara (m)
Leq
= Length Equivalent, merupakan representasi dari shock loss pembesaran / pengecilan luas dan sebagainya, yang dipresentasikan seba gai losses pada panjang jalur udara lurus, Tabel II.2 (m)
k
= Faktor gesekan Atkinson, Tabel II.3 (kg/m3)
per
= Perimeter / keliling (m)
A
= Luas jalur udara (m2)
12
Table 0.2 1 Nilai Equivalent Length dan Type Jalur Udara (McPhrson,1993)
13
Table 2.0.3 Faktor Gesekan ( McPherson ,1993 )
14
2.2.7
Shock Loss
Shock Loss adalah perubahan dari tekanan total sepanjang sauran udara seperti pada pintu masuk udara, belokan, percabangan, perubahan luas saluran udara, perubahan penampang pada saluran udara keluar. Shock Loss pendek terjadi akibat perubahan arah aliran udara. Kehilangan tekanan yang diakibatkan dari perubahan arah dapat ditentukan dengan persamaan shock loss sebagai berikut.
ℎ = × Keterangan:
ℎ
= kehilangan tekanan (Pa)
= tekanan kecepatan (Pa)
= faktor shockloss
= × ( ) Keterangan :
= densitas udara (kg/m3)
= kecepatan udara (m/s)
Faktor shockloss merupakan fungsi dari : a.
Susunan dan aliran yang dilewati udara
b. Sudut perubahan arah c.
Derajat kecuraman perubahan arah
d. Jari – jari lengkungan e.
Petbandingan antara jari-jari dari saluran udara
f.
Perbandingan antara tinggi dan lebar saluran udara
g. Kecepatan aliran udara h. Kekasaran saluran udara
15
i.
Bentuk saluran udara
j.
Saluran udara yang secara tiba-tiba berubah arah
k. Jumlah dan tipe bentuk saluran udara yang kompleks seperti terdapat dua belokan, belokan yang tersebut diikuti dengan perubahan penampang.
2.2.8
Rangkaian Jalur Udara
2.2.9
Rangkaian Seri
Jika tahanan aliran udara R 1, dengan tahanan jenis R 2 saling dihubungkan secara seri seperti Gambar II.2 dibawah ini.
Gambar 2.0.2 Saluran Udara yang Berhubungan secara Seri Saluran yang di hubungkan secara seri ini, ditengahnya sama sekali tidak ada cabang, baik memisah maupun menggabung. Apabila yang dihubungkan secara seri, bebit udara pada saluran udara di R1 sama dengan debit udara di R2 . Kehilangan tekanan total pada system ini adalah jumlah kehilangan tekanan pada saluran udara A dan saluran udara B. 2.2.10 R angkaian Paralel
Jika 2 buah tahanan jenis masing-masing R1 dan R2 saling berhubungan secara paralel seperti pada Gambar II.3 dibawah ini.
Gambar 2.0.3 Saluran Udara yang Berhubungan secara Paralel
16
Tahanan jenis R 1, R 2,…, Rn dihubungkan secara paralel, R, maka dapat dirumuskan sebagai berikut.
1 1 1 1 = + + ⋯+ √ Pada rangkain udara parallel dimana kehilangan tekanan sepanjang saluran udara R1 sama dengan kehilangan tekanan sepanjang saluran udara R2. Total debit udara yang mengalir dalam system sama dengan debit udara yang mengalir pada saluran udara R1 dan saluran udara R2. 2.3
Sistem Ventilasi
Jenis-jenis ventilasi dapat digolongan berdasarkan beberapa hal b erikut ini, antara lain :
Penggolongan berdasarkan metode pembangkitan da ya ventilasi, terdiri dari ventilasi alami dan ventilasi mesin
Penggolongan berdasarkan tekanan ventilasi pada ventilasi mesin , terdiri dari ventilasi tiup dan ventilasi sedot.
Penggolongan berdasarkan letak intake dan outake airway, terdiri dari ventilasi terpusat dan ventilasi diagonal.
a. 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 temperature di dalam dan diluar stope. Temperatur di dalam stope akan mempengaruhi terjadinya ventilasi alami. Apabila terdapat perbedaan temperature intake airway dan return airway yang ketinggian mulut pit intake dan outakenya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan udara di dalam dan diluar stope atau udara di intake airway dan return airway yang berbeda temperaturnya, yang akan membangkitkan aliran udara.
17
b. 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 ventilasu mekanis adlaah 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 mein angin. Mesin angina 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 proes menerus dapat dilihat bahwa mesin angina 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 tekanan (head losses) dalam aliran udara. Pergerakkan udara di tambang bawah tanah dibangkitkan dan diatur oleh pembangkit tekanan yang disebut ventilator atau mesin angin. Mesin angina yang memasok kebutuhan udara untuk seluruh tambang dinamakan mesin angina 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 tersebut disebut mesin angina penguat (booster fan) sedangkan mesin angina yang digunakan pada lokasi kemajuan atau saluran udara tertutup (lubang buntu) dinamakan mesin angin bantu (auxiliary fan). Berdasarkan cara menimbulkan udaranya serta letak mesinnya, ventilasi mekanis dibedakan me njadi tiga metode yaitu : 1. Forcing System (Sistem Hembus) Sistem hembus akan memberikan hembusan udara bertekanan positif ke front kerja dengan aliran udara yang bertekanan lebih besar dibanding udara di atmosfer. Udara ini dialirkan melalui pipa saluran ventilasi yang menghubungkan fan dengan front kerja sebagaimana terlihat pada gambar. Dalam sistem ini, dihembuskan udara bersih ke front . Sistem forcing ini dapat digambarklan seperti Gambar berikut ini.
18
Gambar 2.4 Forcing System Ventilation
2. Exhausting System (Sistem Hisap). Sistem exhausting akan memberikan hembusan udara yang berkebalikan dengan forcing system, yaitu bertekanan negatif ke front kerja. Tekanan negatif ini adalah tekanan yang dihasilkan oleh proses penghisapan udara. Pada exhausting system, fan diletakkan dekat dengan front kerja, sehingga dapat memudahkan kerjanya dalam menghisap udara dari front kerja tersebut. Udara yang dihisap adalah udara kotor atau gas yang tak diinginkan. Sistem hisap ini digambarkan pada Gambar II.5 dibawah ini.
Gambar 2.5 Exhausting System Ventilation
3. Overlap System Sistem ini merupakan gabungan dari sistem exhausting dan forcing (Gambar II.6). 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
19
penambangan. Hal ini untuk mencegah agar udara yang disuplai langsung dihisap oleh exhaust fan sehingga udara akan memiliki waktu untuk bersirkulasi pada front penambangan.
Gambar 2.6 Overlap System Ventilation
c. Ventilasi Bantu (Auxiliary Ventilation) Udara ventilasi yang disalurkan ke terowongan utama maupun ventilasi permukaan kerja penambangan biasanya dilakukan dengan membawa udara masuk (intake air ) secara langsung melalui jalan udara sepanjang penampang terowongan. Ventilasi juga dapat dilaksanakan dengan mengirimkan angin/udara yang dibangkitkan oleh kipas angina local, 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 buntu dapat dibagi menajdi ventilasi saluran udara, brattice dan static air mover. 2.3.1
Fan
Fan adalah mesin yang berputar sehingga udara dapat mengalir secara terus menerus pada suatu tekanan dan menyalurkan pada tekanan yang lebih tinggi. Energi mekanik dihasilkan dari kipas diubah menjadi energy potensial (tekanan) dan energy kinetic (kecepatan). Tekanan ini berguna untuk mengatasi hambatan pada saluran udara.
2.3.2
Jenis – Jenis Fan
1. Kipas Aksial Kipas Aksial mengalirkan udara parallel dengan impeller kipas dan jarak aliran yang konstan dari sumbu aksis. Tekanan naik dihasilkan oleh pergerakan bilah kipas. Kipas aksial dibagi menjasi 3 : 20
1. Kipas aksial bebas yaitu impeller tidak dalam keadaan terkukung 2. Kipas aksial dengan tabung aksial yaitu impeller terbungkus 3. Vane aksial yaitu vane dibuat rapat dengan bungkus untuk menghindari adanya ketidakstabilan putaran angin. 4. Kipas Sentifugal Pada kipas sentrifugal udara masuk secara parallel dengan sumbu aksis dan dibelokkan 90o dan udara dikeluarkan secara radial melewati bilah. Gaya yang dihasilkan oleh bilah merupakan gaya tangensial yang menyebabkan udara berputar dengan bilah dan tekan utama akan naik dengan gaya sentrifugal.
2.3.3
Kurva Karakteristik Fan
Kinerja dari fan dipresentasikan dalam bentuk grafik yang diplot pada sumbu horizontal yaitu debit aliran udara dan sumbu vertical yaitu tekanan fan. Titik ini ditentukan dari tes dimana kinerja fan sebernya diukur. Pertemuan dua titik ini memebentuk kurva. Kurva ini disebut kurva karakteristik fan. Energi dan efisisensi kipas ditunjukkan oleh masing – masing titik aliran udara. Kurva kinerja fan ini diberikan oleh pabrik pembuat fan untuk memprediksi volume aliran udara pada tekanan tertentu. Dengan bertambahnya tekanan, volume aliran udara akan menurun. Hal yang harus diperhatikan adalah kurva hanya dapat diaplikasikan pada kipas tersebut dan densitas udara pada keadaan tersebut. Berikut ini menujukkan salah satu contoh kurva karakterisktik kipas aksial.
21
Gambar 2.7 Kurva Karakteristik Fan (McPherson, 1993)
2.3.4
Hukum Kipas
Kurva kinerja kipas ditentukan oleh kecepatan spesifik dan kerapatan udara. Biasanya densitas udara digunakan nilai 1.2 kg/m3. Untuk keperluan praktis udara standar banyak digunakan. Nilai actual dari temperature, tekanan, dan kelembaban udara tidak begitu penting. Dalam praktek pengguanaanya dalam melakukan perencanaan fan, biasanya hanya digunakan satu variable (kecapatan, densitas, impeller diameter) pada waktu yang telah ditentukan dan 2 variable lainnya pada keadaan konstan. Dibawah ini hukum yang digunakan dalam menghitung parameter pada fan .
22
Table 2.4. Hukum Kipas (Mc Person, 1993)
Persamaan diatas berlaku jikakedua kipas mempunyaidimensi geometri yang sama danjika ukuran berbeda maka tekanan total kipas akan lebih besar dari tekanan yang dihasilkan berdasarkan perhitungan diatas. Hal ini yang mungkin berubah adalah densitas selama terjadi kompresi udara yang dapat mempengaruhi hasil dari perhitungan hukum diatas. Hal ini akan terjadi pada tekanan diatas 2.5 kPa.
2.3.5
Dasar-dasar Perhitungan Jaringan Ventilasi
Prinsip perhitungan jaringan ventilasi pada dasarnya merupakan pemahaman dari teori pengaliran udara, sehingga diperlukan dasar-dasar pengetahuan tentang mekanika fluida. Salah satu tujuan dari perhitungan ventilasi tambang adalah penetuan kualitas udara dan rugi-rugi (kehilangan energi) , yang keduanya dihitung berdasarkan perbedaan energi. Proses pengaliran udara pada ventilasi tambang diasumsikan sebagai proses aliran tetap ( steady flow process). Dalam suatu aliran tetap berlaku Hukum Kekekalan Energi, yang menyatakan bahwa energi total di dalam suatu system adalah tetap, walaupun energi tersebut dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. 23
2.4
Kualitas Udara Tambang
Udara tambang meliputi campuran antara udara atmosfer dengan emisi gas-gas dalam tambang serta bahan-bahan pengotornya. Parameter kualitas udara meliputi gas, debu, temperature serta kelembaban udara. Standar udara yang bersih adalah udara yang mempunyai komposisi sama atau mendekati dengan komposisi udara atmosfer pada keadaan normal. Udara segar normal yang dialirkan pada ventilasi tambang terdiri dari Nitrogen, Oksigen, Karbondioksida, Argo dan gasgas lain Komposisi udara segar dapat dilihat pada table 3.1
Table 2.5 Kompoisis Udara Segar Unsur
Persen Volume (%)
Persen Berat (%)
Nitrogen (N2)
78.09
75.53
Oksigen (O2)
20.95
23.14
Karbondioksida (CO2)
0.03
0.046
Argon (Ar), dll
0.93
1.284
Dalam perhitungan ventilasi tambang selalu dianggap bahwa udara segar normal terdiri dari Notrogen = 79% dan Oksigen =21%. Disamping itu dianggap bahwa udara segar akan selalu mengandung karbondioksida (CO2) sebesar 0.03%. Udara dalam ventilasi tambang selalu mengandung uap air, tidak pernah ada udara yang benar-benar kering. Karena itu akan selalu ada istilah kelembaban udara.
2.4.1
Gas-gas Pengotor Pada Udara Tambang Bijih
Terdapat beberapa macam gas pengotor dalam udara tabang bawah tanah. Gas-gas ini berasal baik dari proses-proses yang terjadi dalam tambang maupun dari batuan. Beberapa jenis gas-gas pengotor yang terdapat dalam tambang bawah tanah tersebut, ada yang bersifat gas racun, yakni : gas yang bereaksi dengan darah dan dapat menyebabkan kematian. Gas-gas pengotor tersebut adalah :
24
a. Karbondioksida (CO2) Gas ini tidak berwarna dan tidak berbau dan tidak mendukung nyala api dan merupakan gas racun. Gas ini lebih berat dari pada udara, karenanya selalu terdapat pada bagian bawah dari suatu jalan udara. Dalam udara normal kandungan CO2 adalah 0,03%. Dalam tambang bawah tanah sering terkumpul pada bagian bekas-bekas penambangan terutama yang tidak terkena aliran ventilasi, juga pada dasar sumur-sumur tua. Sumber dari CO2 berasal dari hasil pembakaran, hasil peledakan atau dari lapisan batuan dan dari hasil pernafasan manusia. Pada kandungan CO2 = 0.5% laju pernafasan manusia mulai meningkat, pada kandungan CO2 = 3 % laju pernafasan menjadi duakali lipat keadaan normal, dan pada kandungan CO2 = 5% laju pernafasan meningkat tiga kali lipat dan pad a CO2 = 10% manusia hanya dapat bertahan beberapa menit. Kombinasi CO2
dan udara biasa disebut
‘blackdamp’. b. Karbon Monoksida (CO) Gas karbon monoksida merupakan gas yang tidak berwarna , tidak berbau dan tidak ada rasa, dapat terbakar dan sangat beracun. Gas ini banyak dihasilkan pada saat terjadinya kebakaran pada tambang bawah tanah dan menyebabkan tingkat kematian yang tinggi. Gas ini mempunyai afinitas yang tinggi terhadap hamooglobin darah, sehingga
sedikit
saja
kandungan gas CO dalam udara akan segera bersenyawa dengan butir-butir haemoglobin (COHb) yang akan meracuni tubuh lewat darah. Aktifitas CO terhadap hemoglobin menurut penelitian (Forbes and Grove, 1954) mempunyai kekuatan 300 kali lebih besar dari pada oksigen dengan haemoglobin. Gas CO dihasilkan dari hasil pembakaran, operasi motor bakar, proses peledakan dan oksidasi lapisan batubara. Karbon monoksida merupakan gas beracun yang sangat mematikan Karena sifatnya yang kumulatif. Gas CO pada kandungan 0.04% apabila terhirup selama satu jam baru memberikan sedikit perasaan tidak enak, dua jam dapat menyebabkan rasa pusing dan tiga jam menyebankan pingsan, lima jam dapat menyebabkan kematian. Kandungan has CO sering juga dinyatakan dalam ppm ( part per million) . Sumber CO yang sering menyebabkan kematian adalah gas buangan dari mobil dan kadang-kadang juga gas pemanas air. Gas CO mempunyai berat jenis lebih ringan dari berat jenis udara sehingga sealu terapung di dalam udara.
25
c. Hidrogen Sulfida (H2S) Gas inis erring disebut juga gas busuk ( stinkdamp) karena baunya seperti bau telur busuk. Gas ini tidak berwarna, beracun dan dapat meledak, merupakan hasil dekomposisi dari senyawa belerang. Gas ini mempunyai berat jenis yang sedikit lebih berat dari udara. Nilai ambang batas (TLV-TWA/Threshold Limit Value-Time Weigted Averag ) yang diperkenankan untuk pemaparan sebesar 10 ppm pada waktu selama 8 jam sehari. Untuk waktu singkat (TLV-STEL/Threshold Limit Value – Short Term Exposure Limit ) tidak diperkenankan terpapar lebih dari 20 ppm. Walaupun gas H2S mempunyai bau yang sangat jelas, namun kepekatan terhadap bau ini akan dapat merusak akibat reaksi gas H2S terhadap syaraf penciuman. d. Sulfur Oksida (SO2) Sulfur dioksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak bias terbakar. Lebih berat dari pada udara, dan akan sangat terasa pada mata, hidung dan tenggorokan. Nilai ambang batas ditetapkan pada keadaan gas = 2 ppm (TLV-TWA) atau pada waktu terdedah yang singkat (TLV-STEL) = 5 ppm. e. Nitrogen Oksida (NOx) Gas nitogen oksida sebenarnya merupakan gas yang ‘inert’ , namun pada keadaan tekanan tertentu dapat teroksidasi dan dapat menghasilkan gas yang sangat beracun. Terbentuknya dalam tambang bawah tanah sebagai hasil peledakan dan gas buang dari motor bakar. Nilai ambang batas adalah 5 ppm . Oksida nitrogen yang merupakan gas racun i ni akan bersenyawa dengan kandungan air dalam udara membentuk asam nitrat, yang dapat merusak paru-paru apabila terhirup oleh manusia. f.
Debu Sangat penting untuk mengetahui daerah-daerah vital yang menghasilkan debu pada tambang bawah tanah. Hampir semua kegiatan penambangan menghasilkan polusi debu. Jika suatu kegiatan operasi penambangan menghasilkan debu, kegiatan ini ditentukan sebagai sumber utama. Jika kegiatan ini hanya mendispersi debu maka disebut sebagai sumber sekunder. Berikut ini daftar operasi yang menghasilkan debu :
26
Table 2. 6 Aktifitas Penambangan Penghasil Debu (Hartman, 1997)
Operation
Primary
Secondary
Source
Source
+
-
Roof Bolter
+
+
Shuttle Cars
0
+
Feeder –
-
-
Belt Conveyor
0
-
Outby
0
-
Continuous Miner
breaker
Equipment
+ : major source, - : minor source, 0 : negligible source Tabel 2.6
Menunjukkan bahwa kegiatan penambangan penghasil debu utama adalah
kegiatan continuous miner dan roof bolter , sedangkan sumber penghasil debu sekunder adalah pada kegiatan operasi roof bolter dan shuttle cars.
g. Gas Pengotor Lainnya Gas yang dapat dikelompokkan dalam gas pengotor lain adalah gas Hidrogen yang dapat berasal dari proses pengisian aki (battery) dan gas-gas yang biasa terdapat pada tambang bahan galian radioaktif seperti gas radon. Debu merupakan pengotor udara tambang yang juga berbahaya bila konsentrasinya cukup tinggi, Karena dapat mengganggu lingkungan kerja dan merusak kesehatan. Secara garis besar, sumber debu pada tambang bawah tanah berasal dari aktivitas penambangan yang meliputi operasi pemboran, peledakan, permuatan, dan pengangkutan bijih atau batubara. Partikel debu dapat digolongkan berdasarkan kandungan material solid dan ukuran diameter rata-rata partikelnya.
27
2.4.2
Dasar Peraturan Ventilasi Tambang
Aturan penghitungan penyediaan kebutuhan udara bersih minium didasarkan kepada Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No. 555.K/26/M.PE/1995 tentang Keselamatan Kerja Pertambangan Umum. Teori Jurani (1992) dan Mark (1991( serta patokan kebiasaan ( Rules of Thumb) juga sering digunakan dalam perhitungan ventilasi tambang. 1. Menurut Surat Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No. 555.K/26/M.PE/1995 Pasal 369 Mengenai Ketentuan Umum pada Tambang Bawah Tanah yaitu : “ Bahwa Kepala Teknik Tambang harus menjamin tersedianya aliran udara bersih yang cukup untuk semua tempat kerja dengan ketentuan volume oksigennya tidak kurang dari 19.5 % dan volume karbon dioksidanya tidak lebih dari 0.5%” 2.
Pekerja / Orang Dibutuhkan minimal 2 m3/menit (70.63 cfm) per orang , sedangkan menurut tempat kerja yang ada asap dan debunya sesuai standar OSHA (Occupational Safety and Health Administration) manusia memerlukan udara segar 0.1 m3/s per orang atau 211 cfm.
3. Peralatan Menurut SK Mentamben , dibutuhkan 3 m3/menit (106 cfm) untuk setiap HP dieseil yang dioperasikan, sedangkan menurut patokan kebiasaan dibutuhkan antara 100 s.d 200 cfm untuk setiap BHP mesin diesel yang dioperasikan. 4. Temperatur Udara Temperatur udara di dalam tambang bawah tanah harus dipertahankan antara 180C s.d 240C dengan kelembaban relative maksimum 85 %. 5. Kondisi Ventilasi ditempat kerja harus : Untuk rata-rata 8 jam a. Karbon monoksida (CO) volumenya tidak lebih dari 0.005% b. Hidrogen Sulfida (H2S) volumenya tidak lebih dari 0.001% c. Dalam tenggang waktu 15 menit CO tidak boleh lebih dari 0.04% 6. Kecepatan udara ventilasi yang dialirkan ke tempat kerja harus sekurang-kurangnya 7 m per menit dan dapat dinaikkan sesuai dengan kebutuhan pekerjaan dan setelah peledakan kecepatan.
28
7. Menurut MSHA ( Mine Safetu and Health Administration) , kehilangan udara dari system ventilasi yang diijinkan adalah maksimal 10%. Kebutuhan minimum udara segar yang diperlukan seseorang untuk pernafasan, dapat dihitung dengan memperhatikan pembatasan pada jumlah O2 minimum yang diperkenankan dan berdasarkan jumlah CO2 maksimum yang diijinkan dalam udara.
Pasal 373 Mengenai Sistem Kipas Angin 1. Ayat 4, Kipas angin tambahan harus dipasang pada jarak kurang dari 5 meter dari tempat terdekat pada jalan masuk ke lokasi yang akan diberi ventilasi. 2. Ayat 7, Kipas angin tambahan harus dilengkkapi alat penyalur udara sampai jarak 5 kali akar kuadrat dari luas penampang.
2.4.3
Perangkat Lunak Ventsim Visual 4
Perangkat lunak Vensim Visual 4 merupakan perangkat lunak yag digunakan untuk mensimulasikan desain saluran ventilasi tambang bawah tanah berbentuk tiga dimensi. Perangkat lunak ini mampu memodelkan secara 3 dimensi dari tambang saluran udara tambang bawah tanah dengan geometri yang bisa dipilih diantaranya tapal kuda, lingkaran, persegi, tidak beraturan dan shanty. Untuk data masukan parameter saluran seperti resistensi, shockloss, friction factor . Untuk fan yang akan digunakan, diperlukan kurva karakteristik fan atan memasukkan nilai kuantitas dan tekanan tetap. Apabila ingin memasukkan parameter panas bisa memasukkan sumber panas dari batuan dan system pendingin yang digunakan. Sedangkan untuk memasukkan konsentrasi kontaminan bisa memasukkan konsentrasi dari gas.
29
Gambar 2. 8 Tampilan Ventsim Visual 4 Gambar II.9
30
BAB III PERENCANAAN TAMBANG BAWAH TANAH PT HAJ
3.1
Rencana Kemajuan Tambang
Perencanaan proses penambangan dilakukan dalam 3 tahapan. Dimana setiap tahapan mempunyai kebutuhan udara segar yang berbeda-beda. Setiap tahapan mempunyai simulasi jaringan perencanaan ventilasi yang berbeda – beda.
3.2
Data Masukan Perangkat Lunak
Dalam perencanaan ventilasi menggunakan simulasi perangkat lunak Ventsim dibutuhkan data – data sebagai berikut. a) Data dimensi lubang bukaan b) Data resistensi setiap jalur udara c) Jumlah kebutuhan udara segar
3.3
Dimensi Lubang Bukaaan
Dimensi lubang bukaan meliputi tinggi dan lebar bukaan terowongan. Data dimensi terowongan ini didapatkan dari data yang diberikan oleh Asisten. Besarnya luasan lubang bukaan didapatkan dari hasil perkalian tinggi dikali lebar. Dimensi lubang bukaan ini diasumsikan sama untuk semua jalur lubang bukaan. Berikut ini data dimensi lubang bukaan dapat dilihat pada Tabel III.1 dibawah ini.
Table 3.1 Dimensi Teowongan Dimensi Terowongan
Mi ne Ai rway
Type
Dimension
Shaft
Round
Diameter = 2.8 m
Drift
Square
4.8 m x 4 m
Raise
Round
Diameter = 2.2 m
Cross - cut
Arched
4.8 m x 4 m
Duct
Round
0.6 m
31
3.4
Resistensi
Resistensi merupakan hambatan dalam suatu lokasi. Hambatan ini akan mempengaruhi besar kecilnya kecepatan aliran udara. Semakin besar nilai hambatan disuatu lokasi makin kecil kecepatan aliran udara yang mengalir di lokasi tersebut. Besarnya resistensi ini dihitung dengan menggunakan rumus II.1. Panjang jalur udara telah ditentukan oleh Asisten, panjang ekivalent didapatkan dari Tabel II.2, dan faktor gesekan Atkinson dapat dilihat pada Tabel II.3. Perhitungan resistensi ini dilakukan 3 tahap berdasarkan perencaaan kemajuan tambangnya. Data resistensi yang didapatkan akan menjadi data input dalam simulasi perangkat lunak Ventsim.
3.5
Kebutuhan Minimum Udara Segar
Aliran udara segar yang cukup ditempat kerja didalam tambang akan men ciptakan kondisi kerja yang nyaman dan aman, sehinggaakan dapat meningkatkan produktivitas kerja dan menurunkan tingkat kecelakaan tambang. Udara didalam tambang harus memenuhi udara minimum disetiap jalr tempat kerja sesuai dengan Keptusan Menteri Pertambangan dan Energi No 555.K/26/M.PE/1995 Pasal 369 (3) yang dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya peralatan yang digunakan dalam operasi penambangan, dan jumlah tenaga kerja yang bekerja didalam Tambang Kegiatan Development dan produksi tambang bawah tanah PT HAJ akan dibagi menjadi 3 stage , dengan perencanaan jumlah alat dan jumlah pekerja sebagai berikut : 3.5.1
Kebutuhan Alat dan Pekerja
Table 3. 2 Kebutuhan alat dan pekerja Stage 1 Peralatan
Jumlah unit
2 Boom Development Jumbo
2
LHD ST 1520
2
U/G Trucks MT5020
2
Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar) Shotcrete Sprayer (Normet Spraymec or similar) Airflow for Personal U/G
2 2 16
32
Stage 2 Peralatan
Jumlah unit
2 Boom Development Jumbo
3
Longhole Drill Rig
3
Cable Bolt Rig
2
LHD ST 1520
2
U/G Trucks MT5020
2
Grader CAT 12M
2
Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar) Shotcrete Sprayer (Normet Spraymec or similar) Agi Truck (Normet Transmixer or similar)
2 2
4WD Light Vehicles
4
Service Truck
1
Airflow for Personal U/G
50
3
Stage 3 Peralatan
Jumlah unit
2 Boom Development Jumbo
3
Longhole Drill Rig
3
Cable Bolt Rig
2
LHD ST 1520
3
U/G Trucks MT5020
3
Grader CAT 12M
1
Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar) Shotcrete Sprayer (Normet Spraymec or similar) Airflow for Personal U/G
2 2 30
Data ini akan digunakan sebagai dasar perencanaan system ventilasi dan perencanaan biaya yang diperlukan selama kegiatan development dan penambangan berlangsung.
33
4
BAB IV
PERENCANAAN KEMAJUAN TAMBANG DAN SISTEM VENTILASI TAMBANG BAWAH TANAH PT. HAJ
4.1 4.1.1
Perencanaan Sistem Ventilasi Resistensi
Resistensi merupakan hambatan dalam suatu lokasi. Hambatan ini akan mempengaruhi besar kecilnya kecepatan aliran udara. Semakin besar nilai hambatan disuatu lokasi makin kecil kecepatan aliran udara yang mengalir di lokasi tersebut. Data resistensi yang didapatkan akan menjadi data input dalam simulasi perangkat lunak Ventsim. Berdasarkan perencaaan kemajuan tambangnya data perhitungan didapatkan sebagai berikut ;
Table 4. 1 perhitungan Resistancee Name
Bentuk
Lebar
Tinggi
Luas (m2)
per
Panjang
Length eq
Friction Loss (K)
Resistance
Drift
Arched
4.8
4
16.72
25.136
10339
6
0.0016
0.089
Shaft
Round
2.8
-
6.15
8.792
263.7
6
0.0012
0.012
Raise
Round
2.2
-
3.80
6.908
297
6
0.0012
0.046
4.1.2
Pengenceran Gas – gas Berbahaya
Dalam melakukan pengendalian terhadap gas-gas kontaminasi di dalam tambang dilakukan perlu dilakukan perhitungan-perhitungan agar didapatkan jumlah udara dan waktu delusi yang tepat untuk mengencerkan gas-gas pengganggu akibat kegiatan penambangan dan peledakan. 4.1.3
Pengenceran Debu
Untuk mendilusikan partikel debu dengan udara pada lokasi kerja yang disebabkan Karena proses penambangan menggunakan persamaan berikut : Diketahui :
34
- Konsentrasi debu yang dihasilkan pada proses penambangan PT HAJ 15 mg/m3 - Target Produksi PT. HAJ
:
1800 ton/day
:
1.24 ton/menit
:
0.020 ton/s
a)
Specific Gravity Ore
:
2 (Asumsi)
b)
Konsetrasi Debu Penambangan
:
5 mg/ton
c)
Allowable Dust (Hartman)
:
2 mg/m3
= × (/) 3 /) = 5 ×0.020 ( 2 = 0.05 3/ Dimana : Q
:
Udara minimal mendilusi debu (m3/s)
Ed
:
Konsentrasi debu (mg/ton)
P
:
Production rate (ton/s)
Cd
:
Batas Minimum Debu (m3/s)
Jadi dibutuhkan aliran udara sebesar 0.05 m3/s untuk mendelusikan debu yang dihasilkan dari proses penambangan. a. Pengenceran Gas CO
Dengan Asumsi Jenis Ruangan :
35
Asumsi Debit Minimal Pada Front 13 m3/s Luas Mining Front 240 m3 Gas CO setelah peledakan 335 m3
3/ ′ = = 1 1. = ∆ = ×ln[ ]
10
=
4 1
×ln[.1 33 ]
= 250.1 s
b. Pengenceran Gas H 2S
Dengan Asumsi Jenis Ruangan :
Asumsi Debit Minimal Pada Front 10 m3/s Luas Mining Front 240 m3 Gas CO setelah peledakan 6.4 m3
3/ 10 ′ = = 1 1. = ∆ = ×ln[ ]= 41 ×ln[. 6.4 ] = 138.43 s
4.2
Perencaan Kemajuan Tambang Dan Sistem Ventilasi PT HAJ
Perhitungan sistem perencaan kemajuan tambang yang akan dilakukan oleh PT. HAJ didasari oleh besar target produksi perhari yang telah ditetapkan yaitu 1800 ton ore/hari serta kapasitas alat yang akan digunakan oleh PT. HAJ sendiri , yaitu LH D ST 1520 LP dengan bucket capacity 7.5 m3 serta Truck MT 5020 dengan load capacity 50 m3. Dengan pertimbangan tambang bawah tanah yang memiliki kondisi luas kerja terbatas yang sangat berbeda dengan tambang teruka, maka perhitungan diasumsikan bahwa satu alat gali hanya dapat dilayani 1 alat angkut , 36
untuk menghindari terjadinya crowded atau berselisihnya alat angkut dalam satu jalur. Sehingga perhitungan kebutuhan alat hanya akan dihitung berdasarkan kapasitas dan nilai produktivitas alat gali dalam kasus ini adalah LH D ST 1520 LP. Dengan perhitungan jarak dari stope level teratas sampai dengan stock pile (diluar lokasi tambang) adalah sebesar 1.67 km dan jarak antar level adalah 300 m , maka perhitungan besar produktivitas dari alat gali muat dan alat angkut yang digunakan oleh PT. HAJ adalah sebagai berikut :
Stage 1 (tahun ke 1 & 2) LHD ST 1520 LP
Bucket Capacity Bucket Fill Factor Distance Stope to Cross Cut Speed Load Speed Empty Cycle Time LHD ST 1520 LP a. Loading b. Boom Raising c. Boom Lowering d. Travel load to Truck e. Dumping f. Estimate Manuver Time g Travel Empty to Stope Total Cycle Time Productivity LHD ST 1520 LP
Truck MT 5020
7.5 m3 90% 55 m 7 km/ hrs 10 km/ hrs 10 7.3 5 28 2.3 5 20 77.7 193
s s s s s s s s Bcm/Hr
Vessel Capacity Number of passing Distance to ROM Speed Load Speed Empty Cycle Time Truck MT 5020 a. Loading b. Travel Load c. Travel Empty d. Dumping e. Estimate Manuver Time Total Cycle Time Productivity Truck MT 5020 Number Of Truck
50 7 0.687 15 20 575 164.88 123.66 48 20 932 15.5 193 1
m3 Pass km km/Hrs km/Hrs s s s s s s menit Bcm/Hr Truck
Pada stage ke – 1 (untuk tahun ke 1 dan tahun ke 2) merupakan masa tahap development. Perhitungan produktivitas alat gali muat dan alat angkut di atas dilakukan berdasarkan penyesuaian dengan jarak yang akan ditempuh alat dengan kemajuan tambang yang terjadi, dimana diasumsikan bahwa jarak awal stockpile dengan front terdekat pada stage 1 adalah sejauh ± 0,687 km , dan jarak dari distances stope to cross cut ialah ± 55 km. 37
Stage ke 2 (tahun ke sampai tahun ke -8) LHD ST 1520 LP
Bucket Capacity Bucket Fill Factor Distance Stope to Cross Cut Speed Load Speed Empty Cycle Time a. Loading b. Boom Raising c. Boom Lowering d. Travel load to Truck e. Dumping f. Estimate Manuver Time g Travel Empty to Stope Total Cycle Time Productivity
Truck MT 5020
7.5 m3 90% 230 m 7 km/ hrs 10 km/ hrs 10 7.3 5 118 2.3 5 83 230.7 78
s s s s s s s s Bcm/ Hr
Vessel Capacity Number of passing Distance to ROM Speed Load Speed Empty Cycle Time a. Loading b. Travel Load c. Travel Empty d. Dumping e. Estimate Manuver Time Total Cycle Time Productivity Number Of Truck
50 7 1.24 15 20 1708.8 297.6 223.2 48 20 2298 38.3 78 1
m3 Pass km km/ Hrs km/ Hrs s s s s s s menit Bcm/ Hr Truck
Pada stage ke – 2 (untuk tahun ke 3 dan tahun ke 8) merupakan masa tahap development dan produksi. Perhitungan produktivitas alat gali muat dan alat angkut di atas dilakukan berdasarkan penyesuaian dengan jarak yang akan ditempuh alat dengan kemajuan tambang yang terjadi, dimana diasumsikan bahwa jarak awal stockpile dengan front terdekat pada stage 2 adalah sejauh ± 1.24 km , dan jarak dari distances stope to cross cut ialah ± 230 m. kemudian pada tahu ke 4 sampai tahun 8 diperkirakan penambahan jarak angkut tiap tahunnya sekitar 0.67 km dari tahun sebelumnya (tahun ke -3 dan seterusnya) dengan jarak dari
distances stope to cross cut
dipekirakan sama ± 230 m
38
Stage ke -3 ( utuk tahunke 9 dan tahun 10) LHD ST 1520 LP
Bucket Capacity Bucket Fill Factor Distance Stope to Cross Cut Speed Load Speed Empty Cycle Time LHD ST 1520 LP a. Loading b. Boom Raising c. Boom Lowering d. Travel load to Truck e. Dumping f. Estimate Manuver Time g Travel Empty to Stope Total Cycle Time Productivity
Truck MT 5020
7.5 m3 90% 241 m 7 km/hrs 10 km/hrs 10 7.3 5 124 2.3 5 87 240.3 74
s s s s s s s s Bcm/Hr
Vessel Capacity Number of passing Distance to ROM Speed Load Speed Empty Cycle Time a. Loading b. Travel Load c. Travel Empty d. Dumping e. Estimate Manuver Time Total Cycle Time Productivity Number Of Truck
50 7 1.4 15 20 1780.0 336 252 48 20 2436 40.6 74 1
m3 Pass km km/Hrs km/Hrs s s s s s s menit Bcm/Hr Truck
Pada stage ke – 3 (untuk tahun ke 9 dan tahun ke 10 ) merupakan masa tahap produksi. Perhitungan produktivitas alat gali muat dan alat angkut di atas dilakukan berdasarkan penyesuaian dengan jarak yang akan ditempuh alat dengan kemajuan tambang yang terjadi, dimana diasumsikan bahwa jarak awal stockpile dengan front terdekat pada stage 3 adalah sejauh ± 1.40 km , dan jarak dari distances stope to cross cut ialah ± 241 m.
Dalam memprediksi kemajuan tambang, kebutuhan alat gali muat dijadikan sebagai acuan karena tidak memungkinkannya penambahan alat angkut. Luas terowongan yang terbatas ( lebar 4.8 m & tinggi 4 m ) tidak memungkinkan terjadinya selisih antara dua alat angkut di dalam satu ramp. Sehingga diasumsikan bahwa 1 alat gali muat akan hanya di la yani oleh ±1 alat angkut saja. Adapun dari hasil perhitungan maka didapatkan bahwa untuk mengejar target produksi sebesar 1800 ton ore perhari, pada Stage 1 tahun ke-1 hanya dibutuhkan 1 alat gali muat ( LHD ST 1520 LP ) dan satu alat angkut ( Truck MT 5020 ) saja, sedangkan untuk Stage 2 tahun ketiga sampai
39
dengan tahun ke-8 diperlukan 3 alat gali ( LHD ST 1520 LP ) dan 2 alat angkut (Truck MT 5020). Untuk Stage ke tiga tahun ke-9 sampai dengan tahun ke - 10 dibutuhkan 2 alat gali muat ( LHD ST 1520 LP ) dan 1 alat angkut ( Truck MT 5020 ).
4.2.1
Kebutuhan Minimum Udara Segar
Aliran udara segar yang cukup ditempat kerja didalam tambang akan menciptakan kondisi kerja yang nyaman dan aman, sehinggaakan dapat meningkatkan produktivitas kerja dan menurunkan tingkat kecelakaan tambang. Udara didalam tambang harus memenuhi udara minimum disetiap jalur tempat kerja sesuai dengan Keptusan Menteri Pertambangan dan Energi No
555.K/26/M.PE/1995
Pasal
369
(3)
yang
dipengaruhi
oleh
beberapa
faktor
diantaranyaperalatan yang digunakan dalam operasi penambangan, dan jumlah tenaga kerja yang bekerja didalam tambang. Selain itu juga perlu pemilihan dan pengunaan fan lokal yang efisien namun harus terpenuhi dan biaya yang dikeluarkan seekonomis mungkin.
4.2.2
Kebutuhan Terhadap Kuantitas Udara Tambang
4.2.3
K ebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 1
Kebutuhan udara pada rencana kemajuan tambang tahap 1 yang diperhitungan diantaranya penggunaan alat yang akan beroperasi, jumlah tenaga kerja yang bekerja serta antisipasi kebocoran udara. Hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pad a Tabel III.5 dibawah ini.
Table 4. 2 Kebutuhan udara stage 1 Human and Equipment (Total) Jumlah unit kW per unit H P per unit H P T otal Standar Ketentuan (m3 /s) Kebutuhan Udara per unit (m3/s) Kebutuhan Udara Total (m3/s)
D escription 2 Boom Development Jumbo
2
130
174.33
348.66
0.05
8.72
17.43
LHD ST 1520
2
120
160.92
321.85
0.05
8.05
16.09
U/G Trucks MT5020
2
315
422.42
844.84
0.05
21.12
42.24
Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar)
2
115
154.22
308.44
0.05
7.71
15.42
Shotcrete Sprayer (Normet Spraymec or similar)
2
80
107.28
214.56
0.05
5.36
10.73
Airflow for Personal U/G
16
16
0.01
0.00
0.16
Kebocoran / Antisipasi
5% Total Kebutuhan Udara pada Stage 1 (m3/s)
5.10 50.96
107.18
40
4.2.4
Kebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 2
Kebutuhan udara pada rencana kemajuan tambang tahap 2 yang diperhitungan diantaranya penggunaan alat yang akan beroperasi, jumlah tenaga kerja yang bek erja serta antisipasi kebocoran udara. Hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pada Tabel III.6 dibawah ini. Table 4. 3 Kebutuhan udara stage 2
3 100 2 Boom Development Jumbo 134.10 3 75 Longhole Drill Rig 100.58 2 75 Cable Bolt Rig 100.58 2 120 LHD ST 1520 160.92 2 315 U/G Trucks MT5020 422.42 2 125 Grader CAT 12M 167.63 2 115 Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar) 154.22 2 80 Shortcrete Sprayer (Normet Spraymec or Similar) 107.28 3 100 Agi Truck (Normet Spraymec or Similar) 134.10 4 118 4WD Light Vehicles 158.24 1 118 Service Truck 158.24 50 Airflow for Personal U/G Kebocoran/Antisipasi 5% Total Kebutuhan Udara pada Stage 2 (m3/s)
4.2.5
402.31 301.73 201.15 321.85 844.84 335.26 308.44 214.56 402.31 632.96 158.24 100.00
0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01
6.71 5.03 5.03 8.05 21.12 8.38 7.71 5.36 6.71 7.91 7.91 0.00 89.92
20.12 15.09 10.06 16.09 42.24 16.76 15.42 10.73 20.12 31.65 7.91 1.00 10.36 217.54
Kebutuhan Udara pada Kemajuan Tambang Tahap 3
Kebutuhan udara pada rencana kemajuan tambang tahap 3 yang diperhitungan diantaranya penggunaan alat yang akan beroperasi, jumlah tenaga kerja yang bekerja serta antisipasi kebocoran udara. Hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pad a Tabel III.7 dibawah ini.
Table 4. 4 Kebutuhan udara stage 3 Description
Jumlah unit kW per unit HP per unit 2 Boom Development Jumbo 3 100 134.10 Longhole Drill Rig 3 75 100.58 Cable Bolt Rig 2 75 100.58 LHD ST 1520 3 120 160.92 U/G Trucks MT5020 3 315 422.42 Grader CAT 12M 1 125 167.63 Charge-up Wagon (Normet Charmec or similar) 2 115 207.86 Shotcrete Sprayer (Normet Spraymec or similar) 2 80 107.28 Airflow for Personal U/G 30 160.86 Kebocoran / Antisipasi 5% Total Kebutuhan Udara pada Stage 3 (m3/s)
HP Total Standar Ketentuan (m3/s) Kebutuhan Udara per unit (m3/s) Kebutuhan Udara Total (m3/s) 402.31 0.05 6.705 20.115 301.73 0.05 5.029 15.087 201.15 0.05 5.029 10.058 482.77 0.05 8.046 24.138 1267.27 0.05 21.121 63.363 167.63 0.05 8.381 8.381 415.72 0.05 10.393 20.786 214.56 0.05 5.364 10.728 4825.80 0.05 8.043 241.290 0 20.697 78.11145 434.644
41
4.3
Perencanaan Sistem Ventilasi & Simulasi Pada Perangkat Lunak Ventsim
Sistem ventilasi yang digunakan pada tambang bawah tanah PT. HAJ adalah system hisap (exhausting ) dan forcing . Aliran udara utama bersumber dari portal (permukaan) yang mengalir secara alami masuk ke terowongan kemudian udara bersirkulasi sepanjang jalur udara dan dikeluarkan melalui kipas utama (main fan), selain exhaust fan ada juga main fan yang menggunakan system forcing . Sedangkan untuk ventilasi local juga menggunakan sistem forcing dimana meletakkan duct intake pada front untuk mengalirkan udara kedalam lokasi kerja. Udara yang diambil dari fan ventilasi local ini diambil dari udara shaft yang bersumber dari main fan. Penggunaan sistem ventilasi akan diuraikan lebih lanjut sebagai hasil simulasi yang terbagi dalam 3 stage, antara lain : a. Stage 1. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, stage 1 merupakan kegiatan development dengan waktu kerja 1 – 2 tahun. Berikut gambaran simulasi system ventilasi pada stage 1 ;
Gambar 4. 1 Gambaran simulasi ventilasi stage 1 42
Pada stage ini di perulukan 2 unit auxiliary fan SwedVent Type AVH71.37.2.8/50Hz ß 60’ 37 kW Ø 710 mm yang mampu meniupkan udara bersih ke dalam shaft sebesar 52,9 m3/s. dan 1 unit fan 200 kw. Pada tahap ini hanya dilakukan kegiatan development sehingga kebutuhan udara tidak begitu besar , selain itu belum terbentuknya shaft sedikit banyak menghambat tempat keluar masuknya udara. Kemajuan tambang akan terjadi diawali dengan pembangunandrift dimana ventduct akan mengikuti dengan arah kemajuan tambang , sampai akhirnya pembuatan shaft dilakukan. Adapun nilai efisiensi yang dicapai dari simulasi ventilasi stage 1 ini adalah sebesar 75.8 % dengan kebutuhan daya listrik pertahun sebesar 255.9 kW.
b. Stage 2. stage 2 merupakan kegiatan development dan produksi dengan waktu kerja 3 – 8 tahun. Berikut gambaran simulasi system ventilasi pada stage 2 ;
Gambar4. 2 Gambaran simulasi ventilasi stage 2
43
Pada stage ini di perulukan 2 unit auxiliary fan SwedVent Type AVH71.37.2.8/50Hz ß 60’ 37 kW Ø 710 mm dan 2 unit fan 200 kw. Pada tahap ini selain dilakukan kegiatan development juga telah dilakukan kegiatan produksi. Adapun nilai efisiensi yang dicapai dari simulasi ventilasi stage 1 ini adalah sebesar 41.8 % dengan kebutuhan daya listrik pertahun sebesar 341 kW.
c. Stage 3 stage 3 merupakan kegiatan produksi dengan waktu kerja 9 – 10 tahun. Berikut gambaran simulasi system ventilasi pada stage 3 ;
Gambar 4.3 Gambaran simulasi ventilasi stage 3
Pada stage ini di perulukan 3 unit auxiliary fan SwedVent Type AVH71.37.2.8/50Hz ß 60’ 37 kW Ø 710 mm dan 2 unit fan 200 kw. Pada tahap ini epenuhnya telah dilakukan kegiatan produksi. Adapun nilai efisiensi yang dicapai dari simulasi ventilasi stage 1 ini adalah sebesar 73.2 % dengan kebutuhan daya listrik pertahun sebesar 266 kW. 44
Dari hasil simulasi yang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Ventsim, maka didapatkan kecepatan udara terowongan PT. HAJ masih berada di bawah standar kecepatan udara maksimum menurut McPhersin 1993, adapun data tersebut sebagai berikut :
Table 4.5 kecepatanudara maks. Berdasarkan aktivitas Kecepatan Udara Maksimum Berdasarkan Aktivitas (McPherson, 1993) Area
Kecepatan (m/s)
Actual (m/s) Stage 1
Stage 2
Stage 3
Working headings
4
18.3
3.8
1.5
Conveyor drifts
5
-
-
-
Main haulage routes
6
3.2
13.2
2.2
Smooth lined main airways
8
-
-
-
Hoisting shafts
10
-
-
-
Ventilation shafts
20
4.3
13.8
12.6
45
5
BAB V PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil simulasi perencanaan ventilasi sesuai rencana tahapan penambangan PT HAJ. Maka, disimpulkan sebagai berikut : a. Pada stage ke – 1 (untuk tahun ke 1 dan tahun ke 2) merupakan masa tahap development. Perhitungan produktivitas alat gali muat dan alat angkut di atas dilakukan berdasarkan penyesuaian dengan jarak yang akan ditempuh alat dengan kemajuan tambang yang terjadi, dimana diasumsikan bahwa jarak awal stockpile dengan front terdekat pada stage 1 adalah sejauh ± 0,687 km , dan jarak dari distances stope to cross cut ialah ± 55 km. Pada stage ini
juga di perulukan 2 unit auxiliary fan SwedVent Type
AVH71.37.2.8/50Hz ß 60’ 37 kW Ø 710 mm yang mampu meniupkan udara bersih ke dalam shaft sebesar 52,9 m3/s. dan 1 unit fan 200 kw. Kemajuan tambang akan terjadi diawali dengan pembangunan drift dimana vent-duct akan mengikuti dengan arah kemajuan tambang, sampai akhirnya pembuatan shaft dilakukan. Adapun nilai efisiensi yang dicapai dari simulasi ventilasi stage 1 ini adalah sebesar 75.8 % dengan kebutuhan daya listrik pertahun sebesar 255.9 kW.
b. Pada stage ke – 2 (untuk tahun ke 3 dan tahun ke 8) merupakan masa tahap development dan produksi. Perhitungan produktivitas alat gali muat dan alat angkut di atas dilakukan berdasarkan penyesuaian dengan jarak yang akan ditempuh alat dengan kemajuan tambang yang terjadi, dimana diasumsikan bahwa jarak awal stockpile dengan front terdekat pada stage 2 adalah sejauh ± 1.24 km , dan jarak dari distances stope to cross cut ialah ± 230 m. kemudian pada tahu ke 4 sampai tahun 8 diperkirakan penambahan jarak angkut tiap tahunnya sekitar 0.67 km dari tahun sebelumnya (tahun ke -3 dan seterusnya) dengan jarak dari distances stope to cross cut dipekirakan sama ± 230 m Pada stage ini di perulukan 2 unit auxiliary fan SwedVent Type AVH71.37.2.8/50Hz ß 60’ 37 kW Ø 710 mm dan 2 unit fan 200 kw. Pada tahap ini selain dilakukan kegiatan development juga telah dilakukan kegiatan produksi. Adapun nilai efisiensi yang
46
