Pengendalian Kualitas Udara Tambang

PENGENDALIAN KUALITAS UDARA TAMBANG • Peng Pengen enda dalilian an gasgas-ga gas s pen pengot gotor  or  • Pengend endalian de debu

1. Kandungan oksigen dalam udara Udara normal O 2 = 21 % Udara layak O 2 > 19.5 % Pengurangan O2 : - peristiwa oksidasi - pembakaran pada mesin bakar  - pernapasan manusia - ketinggian yang makin tinggi

Pengaruh fisiologi pada Manusia % kandungan

Pengaruh

oksigen di udara 17

Laju Pernapasan meningkat

15

Terasa pusing, suara mendesing ditelinga dan detak jantung cepat

13

Kehilangan kesadaran jika lama terekspos

9

Pucat dan jatuh pingsan

7

Sangat membahayakan kehidupan

6

Kejang dan kematian

2. Perhitungan keutuhan udara segar  Manusia bernafas hirup O2 bereaksi + hemoglobin oksihemoglobin mendukung kehidupan CO2 Jenis kegiatan manusia : • Dalam keadaan istirahat • Melakukan kerja yang moderat/sedang, seperti kerja kantor  • Melakukan kegiatan kerja keras, seperti olah raga atau kerja di tambang. Kebutuhan O2 berlainan jumlahnya dalam 1 kali pernapasan yaitu menghirup udara segar dan menghembuskan udara hasil pernapasan.

Laju pernapasan/menit ? banyaknya udara yang dihirup dan dihembuskan persatu menit. Makin keras kerja yang dilakukan > angka laju  pernapasan.  Nisbah pernapasan (respiratory quotient) ? nisbah antara jumlah CO2 yang dihembuskan terhadap jumlah O2 yang dihirup pada suatu  proses pernapasan CO2 yang dihembuskan = O2 yang dihirup

Kebutuhan Udara Pernapasan (Hartman, 1982)

Kegiatan kerja

Laju pernapasan permenit

istirahat

Kerja moderat/

12 - 18

30

kerja sedang Kerja keras

40

Udara terhirup tiap pernapasan

Udara terhirup

Konsumsi O2

permenit

cfm

in3 (10 3m3)

10 -4m3/det)

(10-5 m3/det)

23 - 43

300 - 800

0.01

(377 - 705)

(0.82 - 2.18)

.(0.47)

90 - 120

2800 - 3600

0.07

(1476 - 1968)

(7.64 - 9.83)

.(3.37)

150

6000

0.1

.(2460)

.(16.47)

.(4.7)

Nisbah pern apas an

0.75

0.9

1

Cara perhitungan menentukan jumlah kebutuhan udara perorang 1. Atas dasar kebutuhan O2min, 19.5 % vol O2masuk - O2terkonsumsi = O2min kealiran udara pernapasan  jumlah udara yang dibutuhkan

= Q cfm = m3/det

2. Atas dasar kebutuhan CO2maks, 0.5 % vol CO2 normal = 0.03 % CO2masuk + CO 2dihasilkan = CO2maks kealiran udara pernapasan

3. Sifat dan perilaku udara Udara ? campuran gas-gas dan uap yang menyusun atmosfer alamiah pada permukaan bumi. Secara thermodynamika, udara diartikan sebagai campuran udara kering dan uap air. Udara kering tidak ada diatmosfir normal, hanya merupakan hipotesis yang diasumsikan dalam  pengendalian kualitas (digunakan untuk perhitungan  psikrometri) Dalam perhitungan ventilasi tambang, udara segar  normal terdiri dari : - Oksigen = 21 % - Nitrogen = 79 % - Karbon dioksida = 0.03%

Udara jenuh ? udara yang terdiri dari semua uap air yang mungkin dalam kondisi temperatur dan tekanan yang ada. Berdasarkan sifat kimianya udara: - Tidak berwarna - Tidak berbau - Tidak berasa - Mendukung proses pembakaran - Mendukung proses kehidupan Kompoisisi udara kering pada permukaan laut (Bolz &Tuve, 1973)

Gas

Persen vol

Persen berat

Nitrogen (N2)

18.09

75.55

Oksigen (O2)

20.95

23.13

Karbon dioksida (CO2)

0.03

0.05

 Argon (Ar)

0.03

1.27

Sifat kimia udara, penting untuk pengendalian kualitas Sifat fisika (fluida), penting untuk menentukan kuantitas udara Sifat psikrometri berhubungan dengan sifat thermodinamika udara dan campuran uap air. Hal ini penting untuk mengendalikan temperatur- kelembaban.

4. faktor-faktor yang menaikan temperatur dalam tambang : a) Gradient geometris: temp naik 3oC bila turun 100 m (untuk Indonesia) b) Kompresi udara di dalam (down cast shaft) c) Gesekan antara aliran udara dengan dinding/ permukaan batuan d) Panas yang berasal dari mesin-mesin listrik, diesel dan pipa-pipa ventilasi e) Panas dari tubuh manusia f) Panas dari peledakan atau dari lapisan batuan g) Panas yang berasal dari oksidasi mineral

5. Jumlah udara segar yang diperlukan didalam tambang bawah tanah a) Udara segar yang diperlukan manusia yang bekerja di bawah tanah, tingkat yang paling aman 200 cfm/orang b) Udara segar yang diperlukan untuk menyingkirkan gas-gas yang berbahaya dari peledakan. Perlu kecepatan aliran udara 30 ft/menit. c) Udara segar yang diperlukan untuk mengencerkan(dilution) gas-gas dari mesin diesel. 75 – 100 cfm untuk tiap HP mesin diesel d) Udara segar yang diperlukan untuk mengurangi temperatur ditempat kerja ? tempat kerja nyaman? memperbesar effisiensi kerja. e) Udara segar diperlukan untuk menyingkirkan dan mengencerkan gas-gas pengotor yang berasal dari lapisan batuan.

Jumlah udara segar tergantung dari konsentrasi dan komposisi gas yang ditemukan

Q

Q =

(  MAC 

g  −

 B )

−

Q

Q = jumlah udara segar yang diperlukan, cfm Qg = besarnya aliran gas pengotor yang masuk ke jaringan ventilasi, cfm MAC = konsentrasi gas yang diperkenankan,% B = konsentrasi gas di dalam udara yang masuk ke jaringan ventilasi (intake), %