VENTILASI
TAMBANG
Isi
1. Pentingnya ventilasi tambang
• Menceritakan tentang bencana pada ventilasi tambang
2. Ketahanan manusia terhadap gas beracun dan peraturannya
• Ketahanan manusia untuk gas yang mengandung racun
• Syarat dalam udara bawah tanah
3. Asas-asas ventilasi tambang
• Sistem umum ventilasi
• Sistem ventilasi setempat
4. Analisis jaringan ventilasi
• Unsure-unsur dari ventilasi
• Teori analisis jaringan ventilasi
ü Huhum pertama (I) Kirchoff dan kedua (II)
ü Rumus Atokinson
ü Ketahanan
ü Ketahanan yang sama
5. Latihan menggunakan Kezemaru
1. Pentingnya Ventilasi Tambang
Tujuan Ventilasi Tambang adalah Untuk Menyediakan Udara yang diperlukan di dalam kedua bagian ruang Udara Tersebut dan untuk menyediakan suatu tempat yang berkualitas bagi para pekerja yang berada dibawah tanah serta untuk memelihara lingkungan yang sehat dan aman. Pada Tabel 1 Menunjukkan Seraous bencana berhubungan dengan ventilasi tambang di jepang dari 1963 untuk 1995. Itu telah jelas yang suatu ketika suatu kecelakaan terjadi berhubungan dengan ventilasi tambang akan ada banyak korban disebabkan oleh kecelakaan.
Table 1. Daftar bencana Berhubungan dengan ventilasi tambang di Jepang
Tanggal Penambang Kategori Penyebab Kematian
09/11/63 Miike Ledakan debu ? 4 5 8
01/6/64 Yamano Ledakan Gas ? 2 3 7
22/2/65 Yuubare Ledakan Gas Spontaneous 6 2
Pembakaran
22/3/66 Sorachi Ledakan Gas Debu Peledakan 1 2
01/11/66 Honbatsu Ledakan Gas Debu Peledakan 1 6
20/1/68 Bibai Ledakan Gas Peledakan 1 6
12/5/68 Hibai Kebakaran Tambang ? 1 3
30/7/68 Heiwa Kebakaran Tambang ? 3 1
02/4/69 Mojiri Ledakan Gas Peledakan 1 9
15/12/70 Sunagawa Ledakan Gas ? 1 9
02/11/72 Ishikari Ledakan Gas Peledakan 3 1
19/12/73 Sunagawa Ledakan Gas ? 1 5
27/11/75 Horonai Ledakan Gas Peledakan 2 4
11/5/77 Ashibetu Ledakan Gas Peledakan 2 5
16/5/79 Minami Ledakan Gas Statis Listrik 1 7
Ooyuubari
16/10/81 Yuubari Ledakan Gas Statis Listrik 8 3
Sinkou Ledakan Gas
18/1/84 Ariake Kebakaran Tambang Belt Conveyor 8 3
24/4/85 Takashima Ledakan Gas Statis Listrik 1 1
17/5/85 Minami Ledakan Gas Statis listrik 6 2
Ooyuubari
2. Peraturan Dan Kebijakan Manusia Terhadap Gas Beracun
Beberapa macam gas beracun dihasilkan ketika suatu Kebakaran tambang atau suatu ledakan terjadi figur 1 Menunjukkan suatu Contoh konsentarasi Suatu gas yang mengalir akibat dari kebakaran tambang. Karbon monoksida adalah Merupakan suatu Gas yang paling Khas didalam sedemikian kasus. Pada bagian Tubuh Manusia tidak dapat dicegah dalam beberapa waktu. Ketika tersentuh oleh Suatu Larutan Konsentrasi Sekitar 0,3% Karena Bagaimanapun Suatu konsentrasi karbon monoksida sering melebihi lebih dari 1% dan apabila konsentrasi tersebut lebih dari 1 % maka akan menyebabkan Kebakaran tambang
Ini adalah merupakan Suatu alasan mengapa kecelakaan berhubungan dengan ventilasi tambang yang dapat dikenakan untuk;menjadi bencana serius pada table 2 Menunjukkan Toleransi Manusia terhadap berbagai gas beracun
Pada tubuh manusia tidak dapat diberikan toleransi atau di cegah terhadap kekurangan oksigen.
Pada table 3 menunjukan Toleransi untuk kekurangan oksigen Arus Udara pada Kebakaran tambang yang Sangat berbahaya. Sekalipun tidak ada generasi dari karbon Monoksida tetapi Oksigen juga yang ada dalam udara akan menyebabkan suatu kebakaran
Tabel 2. Ketahanan Manusia Terhadap Gas Beracun
ppm minutes 30 min 1-2 hours 8 hours
CO
CO2
SO2
NO2
H2S 3000
50000
400
240
1000 1600
40000
150
100
700 800
35000
50
50
500 100
32000
8
30
100
Tabel 3. Ketahanan Manusia Terhadap Defisiensi Oksigen
Oksigen (%) Pengaruh Pada Badan Manusia
21
17
14
12
9
6 Tidak sama sekali
Merusak jaringan otot
Bahaya pada tingkat Self-Escape
Pusing, sakit kepala, rapid fatigue
Pingsan/tidak sadar
Pada 6-8 menit meninggal
Pada table 4 menunjukan toleransi atau pencegahan manusia terhadap Suhu yang berkenaan dengan lingkungan.. pada suhu tentinggi diarea lingkungan tersebut maka akan menyebabkan kebakaran tambang apabila lebih dari 1000 C. Bagaimanapun suhu yang ada pada ruang udara mengalami penurunan secara cepat akan menyababkan udara mengalami perpindahan dari akibat kebakaran tambang.
Kemudian pada gambar 2 ada sesuatu yang sama sekali tidak mempertimbangan resiko yang dihadapi pada suhu yang ada pada lingkungan dibandingkan dengan gas beracun yang menghasilkan oleh kebakaran
Tabel 4. Toleransi manusia terhadap temperature lingkungan
Temperature (C) 60 70 80 100 120 140 150
Time (minutes) 120 65 45 15 10 5 1
Pada Tabel 5 menunjukan penurunan dan peningkatan batas bahan peledak yang menyebabkan terjadinya kebakaran terhadap gas tersebut. Pada konsentrasi gas antara penurunan dan peningkatan yang terbatas maka harus dicegah pada saat Peledakan suatu Gas.
Tabel 5. Menunjukan Penurunan dan Peningkatan batas Peledakan terhadap gas yang mudah terbakar.
Combustible gas Limits Of Explosibility, Volume (%)
Lower Limit Upper
Methane
Ethane
Propane
Carbon monoxide
Hydrogen
Hydrogen sulfide 5.0
3.0
2.3
12.5
4.1
4.3 15.0
12.5
9.5
74.2
74.2
46.0
Pencapaian manusia terhadap pengurangan peningkatan suhu lingkungan tersebut. ni merupakan suatu penomena tergantung juga pada percepatan udara dan kelembaban.
Kemudian pada gambar 3 menunjukan hubungan antara pencapaian Manusia and gelembung suatu suhu dan dampak suatu suhu.
Debu
Disini resiko kesehatan penghirupan dari partikel debu cukup baik. Masa “Pneumoconiosis” digunakan untuk menggambarkan semua penyakit paru-paru yang disebabkan oleh akumulasi dari masalah debu di dalam paru-paru. Sifat paru-paru, berkembangnya dan kerasnya penyakit paru-paru baik dari segi komposisi ukuran dan konsentrasinya.
Silica bebas (biasa disebut silica kristalin yang terdiri dari kuarsa, tridymite dan cristobalite) merupakan komponen berbahaya dari debu. Partikel di dalam susunan ukurannya kira-kira 0,25-10 μ m (disebut respireble dust) yang masuk di dalam paru-paru. Hal tersebut ditentukan bahwa pneumoconiosis disebabkan oleh partikel debu dibawah 5 μ m. Ada beberapa keterangan tentang sangat berbahayanya susunan, ukuran partikel dari 1 sampai 2 μ m. Konsentrasi massa dari respireble dust merupakan tolak ukur penting dalam melakukan pendataan dari resiko pneumoconiosis yang diakibatkan oleh debu.
Nilai ambang batas
TLVS (Time-weighted average) adalah dapat dilihat pada berbagai macam negara yang ditunjukkan pada tabel 6.
3. Dasar-Dasar Ventilasi Tambang
Sistem umum ventilasi
Gambar 1 menunjukkan secara umum tentang sistem ventilasi tambang pada tambang bawah tanah. Udara cenderung menggali disepanjang jalan kecil dari sedikit daya tahan, tetapi ini mungkin tidak wajib/harus menggunakan udara sebagai tempat kerja. Untuk mencegah tidak cukupnya aliran udara pada pintu ventilasi atau pintu udara yang ditempatkan pada suatu tambang. Jika kecepatan volume aliran udara kecil tidak mesti continue di dalam suatu jalan udara. Lalu sebuah regulator (alat pengatur) (suatu bukaan tidak harus diukur) yakni membuat di dalam pintu.
Meskipun utamanya dapat membuat jalan secara langsung hingga ke tempat kerja, di sana biasanya akan menjadi tempat seseorang dimana alat bantu ventilasi mesti diterapkan pada perkembangan akhir, ruang liff, dan lain-lain. Pada tambahan kipas dan jalan yang cocok u ntuk udara tidak harus menyediakan ventilasi. Jalan/rute ini adalah biasanya sebuah ventilasi dsb.
Longwall faces
Sebuah tipe sistem ventilasi untuk refreat longwall faces dapat diliat pada gambar 2.
Stopes
Sebagai contoh pada gambar 3 merupakan sistem ventilasi untuk sublevel stoping. Suatu norma stop dihubungkan dengan level-level, biasanya dari turunnya pembuatan jalan udara pipa masuk dan tingginya hasil jalan udara. Distribusi udara di dalam stope dikontrol oleh tertutupnya bagian bawah dan atas dari stope. Sejauh mungkin sisa-sisa bukaan hanya dapat permukaan dan area lain dimana seseorang mungkin bekerja. Hal ini akan membuat sebagian besar dari udara terhadap
Ventilation Of Dead Ends
Ini termasuk ventilasi dari kepala pengembangan, raises dan winzes dan terutama sekali yaitu stan ini dapat digerakkan. Pada waktu yang tepat masa pengembangan berakhir akan digunakan disini. Perkembangan ends lead off dan jalan udara yang selesai dimana penggalian menjadi segar. Beberapa kali udara ini akan alami di dalam ends, dan harus disebabkan penggunaannya. Tiga sistem utama yang dapat digunakan pada ventilasi bukaan permukaan di dalam akhir pengembangan.
Perbuatan manusia menurun sebagai ambient temperature meningkat. Fenomena/kejadian ini tergantung kecepatan udara dan kelembaban. Gambar 3 menunjukkan hubungan antara tingkatan manusia dan wet-bulb temperature dan effective temperature.
ANALISIS JARINGAN VENTILASI
1. Pengantar
1.1 Tujuan Analisis Jaringan Ventilasi
Tambang adalah kumpula permukaan hembusan udara dari titik pandang ventilasi tambang. Permukaan-permukaan hembusan udara ini adalah jalan permukaan untuk bekerja, sasaran dan pipa udara, dsb. Juga terdapat banyak permukaan hembusan udara seperti retakan pada batu melalui kebocoran dari udara yang ada meskipun hembusan udara tidak dianggap sebagai permukaan hembusan udara. Pada bab ini, seluruh “Permukaan Hembusan Udara” akan dinamai “Aliran Udara” guna penyederhanaan. Aliran-aliran udara ini digabungkan sebuah jaringan dalam sebuah tambang. Inilah yang disebut “Jaringan Ventilasi Tambang”.
Secara umum, sejumlah hembusan udara tertentu yang ada pada aliran udara bahkan jika tidak ada kipas pada jaringan ventilasi tambangoleh perbedaan kepekatan udara di dalam jaringan (ventilasi alam). Bagaimanapun, hembusan udara tersebut tidak cukup untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang dibutuhkan; khususnya pada tambang batubara. Pada kasus seperti ini, satu atau lebih kipas yang dipasang untuk menyediakan lebih banyak hembusan udara ke dalam tambang. Juga diperlukan pemasangan pintu-pintu tambang dan regulator dalam jaringan, kemudian muncullah pertanyaan-pertanyaan berikut ini:
“Dimanakah tempat yang cocok untuk memasang kipas?”
“Dimanakah kita perlu memasang pintu-pintu tambang dan regulatornya?”
Tujuan analisis jaringan ventilasi adalah untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut. Hal ini untuk menghitung rata-rata hembusan udara disemua aliran udara di dalam tambang di bawah kondisi-kondisi tertentu yang dibuat oleh insinyur ahli ventilasi untuk menyediakan sejumlah udara ketempat-tempat yang disediakan. Akhirnya, kondisi yang paling cocok akan ditemukan setelah perbandingan beberapa kondisi.
Analisis jaringan ventilasi diguakan hanya untuk mengetahui peredaran aliran udara melalui jejaring yang lama. Bagaimanapun, tujuan analisis telah diperluas tidak hanya untuk peredaran aliran udara tetapi juga Estimasi Panas Lingkungan dan Simulasi Kebakaran di Tambang, dll akhir-akhir ini. Yaitu, hasil analisis jaringan ventilasi yang dianggap pengaruh tambang dimanfaatkan untuk menemukan jalan keluar teraman dari bawah tanah ke permukaan saat kebakaran tambang terjadi. Sistem analisis jaringan ventilasi saat ini dapat menghitung rata-rata hembusan udara, temperature dan kelembaban diwaktu yang sama. Bagaimanapu, analisis peredaran aliran udara adalah dasar dari seluruh analisis-analisis tersebut. Bab ini secara umum mendeskripsikan analisa peredaran aliran udara dan sebagian menyentuh pada pengaruh kebakaran tambang.
1. Sistem Penekanan
Udara bersih dari sambungan aliran udara diteka sampai ke ujung sambungan pipa ventilasi oleh sebuah kipas dan udara kembali melalui ujung pipa lain yang telah dikembangkan. Katup masuk yang berada pada selang mesti lebih panjang hingga ke hulu tekanan udara (min. 5m). Sebaliknya, ada bahaya pada re-sirkulasi udara. Kipas semestinya merupakan bagian dari pipa yang memperpanjang aliran udara segar. Sehingga dapat diaskes setelah letusa, ketika aliran itu sendiri tidak dimasuki. Pipa harus terjaga dengan baik dan bebas dari kebocoran, untuk meghantarkan udara sebanyak mungkin ke ujung lain yang telah dikembangkan. Ujung pipa mungkin rusak oleh letusan jika terlalu dekat ke permukaan. Jarak dari permukaan hingga ke ujung penghantar, L, semestinya kurang dari 7 m sesuai Regulasi Sistem Keamanan Penambangan Jepang.
2. Sistem Pembuangan
Udara dari sekitar permukaan yang bekerja dibuang melalui pipa ventilasi, dan secara otomatis digantikan oleh udara segar. Persyaratan penanganan pipa sama dengan penjelasan di atas, namun mesti memberhentikan udara yang kembal di antara pintu masuk hingga ke ujung lain yang telah dikembangkan (min. 5 m) dibagian hilir, untuk menjegah air masuk kembali ke ujung. Sistem ini tidak digunakan secara umum karena air segar yang melewati arah tersebut akan cenderung masuk ke pipa ventilasi pembuangan secara langsung dan sangat sedikit udara yang akan mencapai permukaan, sebab kecapatan yang rendah, dan katup masuk pada pipa yang digunakan aliran udara yang kembali tidak dapat selalu dekat dengan permukaan, memperlihatkan pada bahaya kerusakan oleh letusan. Jarak dari permukaan ke katup masuk pipa pembuangan, L, harus kurang dari 2 m untuk memastikan udara mencapai permukaan.
3. Sistem Kelengkapan
Dalam sistem kelengkapan pembuangan (gambar 6), tambahan pada pipa ventilasi membuang udara dari ujung lain yang telah dikembangkan, ada pipa tambahan yang menekan beberapa udara segar aliran bagian atas kepermukaan. Panjang dari pipa tambahan kira-kira sekitar 6-60 m. Jarak dari permukaan ke katup ujung dari pipa pembuangan dan pipa penekanan “kelengkapan” tambahan sekitar 5 m dan lebih baik lebih panjang biasanya dari kelengkapan tersebut adalah 10 m. Ini untuk memastikan udara masuk ke pipa penekanan tambahan adalah udara yang bersih yang menuju aliran dan bukan udara yang kembali dari permukaan. Pengemudian kipas harus selalu berkaitan sehingga jika kipas pembuangan utama dihentikan dengan alas an-alasan tertentu, kipas penekanan juga berhenti. Kebalikan dari sistem kelengkapan pembuangan utama adalah sistem kelengkapan penekan yang diperlihatkan pada gambar 7.
1.2 Elemen-Elemen Ventilasi
Elemen-elemen ventilasi dan factor-faktor yang behubungan secara umum diklasifikasikan atas:
(i) Struktur Jaringan Ventilasi
Geometri dan hubungan aliran udara, posisi regulator, pintu-pintu dan kipas
(ii) Tekanan Pada Hembusan Udara
Resistensi ventilasi
(iii) Kipas
Ciri rata-rata hembusan udara dan tekanan pada kipas, efisiensi terhidar.
(iv) Tekanan Ventilasi Udara
Kelembaban udara dan pebedaan ketinggian.
Emisi methanol, perubahan temperature dan kepekatan.
(v) Aliran Udara Rata-Rata Pada Hembusan Udara Telah Diganti
Aliran udara melalui rata-rata udara yang berganti saat mengalir.
(vi) Kebocoran Udara
Aliran udara yang tidak melewati jalan biasanya.
Dua elemen teakhir tidak berbeda dengan aliran udara biasa, bagaimanapun, dibutuhkan perhatian khusus dalam hal-hal tertentu.
Sebuah node dan lubang didefinisikan sebagai berikut:
Node: Sebuah tempat dimana dua atau lebih aliran udara berkaitan. Secara umum merupakan persimpangan aliran udara namun terkadang dibangun dalam setengah dari aliran yang dibutuhkan.
Mesh: Sebuah sirkui dekat yang terdiri atas beberapa aliran udara.
2. Persamaan Dasar
Ada dua persamaan dasar berhubungan dengan aliran udara, yaitu sebagai berikut:
(1) Jumlah Rata-Rata aliran udara pada node adalah nol
Rumus 2.1
Dimana s adalah jumlah aliran udara yang terhubung pada node
Q adalah rata-rata aliran udara di dalam node dan nilai positif artinya mengalir ke dalam sedangkan negative berarti mengalir ke luar. Tanda-tanda ini mungkin berubah namun mesti digunakan secara constant. Ini diubah ke hubungan jumlah massa aliran udara ke dalam node sama dengan nol jika kelembaban udara tidak constant.
Rumus 2.1
Dimana M adalah massa aliran udara ke dalam node
(2) Jumlah Tekanan Dalam Sirkuit Lubang yang Berubah-ubah Adalah Nol
Rumus 2.2
Dimana m adalah jumlah aliran udara yang mengisi lubang tersebut.
Sejumlah petunjuk dalam mengelilingi lubang mesti diperbaiki untuk menghitung persamaan dasar (2.2) ΔP adalah nilai positif ketika tekanan berkurang sesuai petunjuk (petunjuk aliran udara dan petunjuk untuk mengelilingi memiliki aturan yang sama), fan nilai negative ketika tekanan meningkat sesuai petunjuk (petunjuk aliran udara dan petunjuk untuk mengelilingi memiliki aturan yang tidak sama). Tanda-tanda mungkin juga berubah tetapi mesti digunakan secara constant. Terlebih ketika tekanan kipas atas ventilasi alam berada pada lubang, perlu untuk menambahkan nilai pada jumlah ini.
Persamaan Untuk Penurunan Tekanan
Hubungan antara dua kecepatan udara (aliran udara dasar) dan penurunan tekanan adalah sebagai berikut:
K L C V K L C Q2
ΔP = = (2.3), (2.4)
A A3
Dimana:
ΔP = Penurunan tekanan (Pa= N/m2)
L = Panjang lin udara (m)
V = Kecepatan udara (m/s)
A = Bagian hambatan lin udara (m2)
K = Faktor pergeseran (N s2/m4)
C = Lingkaran lin udara (m)
Q = Banyaknya lin udara (m3/s)
Daya Tahan Ventilasi
KCL/A3 adalah jika kesatuan ukuran dan bentuk lin udara tertentu sesuai dengan ketentuan gaya pegas sebagai berikut:
R = K L C / A3 (2.5)
R biasa disebut “Daya Tahan Ventilasi”
Daya tahan ventilasi, hubungan antara dua aliran udara dasar dan penurunan tekanan dalam bentuk sedarhana adalah sebagai berikut:
ΔP = R Q2 (2.6)
Unit daya tahan ventilasi adalah (N s2/m8)
Nilai-nilai factor pergeseran K dapat dilihat pada tebel 1 dan 2. Nilai-nilai pada tabel sesuai dengan kondisi udara standar (1,2 kg/m3) dan keharusan mengukuti persamaan di mana perbedaan kepadatan berasal dari kondisi standart.
r = R.d / D
Dimana:
r = Kondisi daya tahan berubah-ubah
R = Kondisi starndar daya tahan
d = Kepadatan udara ditetapkan berubah-ubah (kg/m3)
D = Kepadatan udara kondisi standar (kg/m3)
Tabel 1. Faktor pergeseran K(N s2/m4) untuk batubara tambang lin udara dan pembukaan udara dikondisi standar (1,2 kg/m3) (Sumber: Kharkar)
Tipe Lin Udara Lurus Kelokan/Liku
Bersih Penyebab Penyusukan Moderately
Obstructed Bersih Penyebab
Penyusukan Moderately Obstructed
Smood Lined
Unlined (rock boited)
Timbered 0,0046
0,0079
0,0124 0,0052
0,0091
0,0139 0,0063
0,0113
0,0152 0,0058
0,0115
0,0158 0,0065
0,0126
0,0162 0,0079
0,0137
0,0167
Tabel 2. Faktor pergeseran K(Ns2/m4) (Sumber: Hertman)
Pipa atau Tubing Baik, Baru Rata-rata, bekas
Baja, kayu, kaca (keras)
Rampi, kampas, plastic (elastis/lunak)
Pilin-tipe kampas 0,0027
0,0037
0,0042 0,0037
0,0046
0,0051
Daya tahan ventilasi sudah diperhitungkan di persamaan 2.5 dengan keadaan normal. Daya tahan ventilasi lin udara dengan pengatur atau tanpa pengatur
Isi
1. Pentingnya ventilasi tambang
• Menceritakan tentang bencana pada ventilasi tambang
2. Ketahanan manusia terhadap gas beracun dan peraturannya
• Ketahanan manusia untuk gas yang mengandung racun
• Syarat dalam udara bawah tanah
3. Asas-asas ventilasi tambang
• Sistem umum ventilasi
• Sistem ventilasi setempat
4. Analisis jaringan ventilasi
• Unsure-unsur dari ventilasi
• Teori analisis jaringan ventilasi
ü Huhum pertama (I) Kirchoff dan kedua (II)
ü Rumus Atokinson
ü Ketahanan
ü Ketahanan yang sama
5. Latihan menggunakan Kezemaru
1. Pentingnya Ventilasi Tambang
Tujuan Ventilasi Tambang adalah Untuk Menyediakan Udara yang diperlukan di dalam kedua bagian ruang Udara Tersebut dan untuk menyediakan suatu tempat yang berkualitas bagi para pekerja yang berada dibawah tanah serta untuk memelihara lingkungan yang sehat dan aman. Pada Tabel 1 Menunjukkan Seraous bencana berhubungan dengan ventilasi tambang di jepang dari 1963 untuk 1995. Itu telah jelas yang suatu ketika suatu kecelakaan terjadi berhubungan dengan ventilasi tambang akan ada banyak korban disebabkan oleh kecelakaan.
Table 1. Daftar bencana Berhubungan dengan ventilasi tambang di Jepang
Tanggal Penambang Kategori Penyebab Kematian
09/11/63 Miike Ledakan debu ? 4 5 8
01/6/64 Yamano Ledakan Gas ? 2 3 7
22/2/65 Yuubare Ledakan Gas Spontaneous 6 2
Pembakaran
22/3/66 Sorachi Ledakan Gas Debu Peledakan 1 2
01/11/66 Honbatsu Ledakan Gas Debu Peledakan 1 6
20/1/68 Bibai Ledakan Gas Peledakan 1 6
12/5/68 Hibai Kebakaran Tambang ? 1 3
30/7/68 Heiwa Kebakaran Tambang ? 3 1
02/4/69 Mojiri Ledakan Gas Peledakan 1 9
15/12/70 Sunagawa Ledakan Gas ? 1 9
02/11/72 Ishikari Ledakan Gas Peledakan 3 1
19/12/73 Sunagawa Ledakan Gas ? 1 5
27/11/75 Horonai Ledakan Gas Peledakan 2 4
11/5/77 Ashibetu Ledakan Gas Peledakan 2 5
16/5/79 Minami Ledakan Gas Statis Listrik 1 7
Ooyuubari
16/10/81 Yuubari Ledakan Gas Statis Listrik 8 3
Sinkou Ledakan Gas
18/1/84 Ariake Kebakaran Tambang Belt Conveyor 8 3
24/4/85 Takashima Ledakan Gas Statis Listrik 1 1
17/5/85 Minami Ledakan Gas Statis listrik 6 2
Ooyuubari
2. Peraturan Dan Kebijakan Manusia Terhadap Gas Beracun
Beberapa macam gas beracun dihasilkan ketika suatu Kebakaran tambang atau suatu ledakan terjadi figur 1 Menunjukkan suatu Contoh konsentarasi Suatu gas yang mengalir akibat dari kebakaran tambang. Karbon monoksida adalah Merupakan suatu Gas yang paling Khas didalam sedemikian kasus. Pada bagian Tubuh Manusia tidak dapat dicegah dalam beberapa waktu. Ketika tersentuh oleh Suatu Larutan Konsentrasi Sekitar 0,3% Karena Bagaimanapun Suatu konsentrasi karbon monoksida sering melebihi lebih dari 1% dan apabila konsentrasi tersebut lebih dari 1 % maka akan menyebabkan Kebakaran tambang
Ini adalah merupakan Suatu alasan mengapa kecelakaan berhubungan dengan ventilasi tambang yang dapat dikenakan untuk;menjadi bencana serius pada table 2 Menunjukkan Toleransi Manusia terhadap berbagai gas beracun
Pada tubuh manusia tidak dapat diberikan toleransi atau di cegah terhadap kekurangan oksigen.
Pada table 3 menunjukan Toleransi untuk kekurangan oksigen Arus Udara pada Kebakaran tambang yang Sangat berbahaya. Sekalipun tidak ada generasi dari karbon Monoksida tetapi Oksigen juga yang ada dalam udara akan menyebabkan suatu kebakaran
Tabel 2. Ketahanan Manusia Terhadap Gas Beracun
ppm minutes 30 min 1-2 hours 8 hours
CO
CO2
SO2
NO2
H2S 3000
50000
400
240
1000 1600
40000
150
100
700 800
35000
50
50
500 100
32000
8
30
100
Tabel 3. Ketahanan Manusia Terhadap Defisiensi Oksigen
Oksigen (%) Pengaruh Pada Badan Manusia
21
17
14
12
9
6 Tidak sama sekali
Merusak jaringan otot
Bahaya pada tingkat Self-Escape
Pusing, sakit kepala, rapid fatigue
Pingsan/tidak sadar
Pada 6-8 menit meninggal
Pada table 4 menunjukan toleransi atau pencegahan manusia terhadap Suhu yang berkenaan dengan lingkungan.. pada suhu tentinggi diarea lingkungan tersebut maka akan menyebabkan kebakaran tambang apabila lebih dari 1000 C. Bagaimanapun suhu yang ada pada ruang udara mengalami penurunan secara cepat akan menyababkan udara mengalami perpindahan dari akibat kebakaran tambang.
Kemudian pada gambar 2 ada sesuatu yang sama sekali tidak mempertimbangan resiko yang dihadapi pada suhu yang ada pada lingkungan dibandingkan dengan gas beracun yang menghasilkan oleh kebakaran
Tabel 4. Toleransi manusia terhadap temperature lingkungan
Temperature (C) 60 70 80 100 120 140 150
Time (minutes) 120 65 45 15 10 5 1
Pada Tabel 5 menunjukan penurunan dan peningkatan batas bahan peledak yang menyebabkan terjadinya kebakaran terhadap gas tersebut. Pada konsentrasi gas antara penurunan dan peningkatan yang terbatas maka harus dicegah pada saat Peledakan suatu Gas.
Tabel 5. Menunjukan Penurunan dan Peningkatan batas Peledakan terhadap gas yang mudah terbakar.
Combustible gas Limits Of Explosibility, Volume (%)
Lower Limit Upper
Methane
Ethane
Propane
Carbon monoxide
Hydrogen
Hydrogen sulfide 5.0
3.0
2.3
12.5
4.1
4.3 15.0
12.5
9.5
74.2
74.2
46.0
Pencapaian manusia terhadap pengurangan peningkatan suhu lingkungan tersebut. ni merupakan suatu penomena tergantung juga pada percepatan udara dan kelembaban.
Kemudian pada gambar 3 menunjukan hubungan antara pencapaian Manusia and gelembung suatu suhu dan dampak suatu suhu.
Debu
Disini resiko kesehatan penghirupan dari partikel debu cukup baik. Masa “Pneumoconiosis” digunakan untuk menggambarkan semua penyakit paru-paru yang disebabkan oleh akumulasi dari masalah debu di dalam paru-paru. Sifat paru-paru, berkembangnya dan kerasnya penyakit paru-paru baik dari segi komposisi ukuran dan konsentrasinya.
Silica bebas (biasa disebut silica kristalin yang terdiri dari kuarsa, tridymite dan cristobalite) merupakan komponen berbahaya dari debu. Partikel di dalam susunan ukurannya kira-kira 0,25-10 μ m (disebut respireble dust) yang masuk di dalam paru-paru. Hal tersebut ditentukan bahwa pneumoconiosis disebabkan oleh partikel debu dibawah 5 μ m. Ada beberapa keterangan tentang sangat berbahayanya susunan, ukuran partikel dari 1 sampai 2 μ m. Konsentrasi massa dari respireble dust merupakan tolak ukur penting dalam melakukan pendataan dari resiko pneumoconiosis yang diakibatkan oleh debu.
Nilai ambang batas
TLVS (Time-weighted average) adalah dapat dilihat pada berbagai macam negara yang ditunjukkan pada tabel 6.
3. Dasar-Dasar Ventilasi Tambang
Sistem umum ventilasi
Gambar 1 menunjukkan secara umum tentang sistem ventilasi tambang pada tambang bawah tanah. Udara cenderung menggali disepanjang jalan kecil dari sedikit daya tahan, tetapi ini mungkin tidak wajib/harus menggunakan udara sebagai tempat kerja. Untuk mencegah tidak cukupnya aliran udara pada pintu ventilasi atau pintu udara yang ditempatkan pada suatu tambang. Jika kecepatan volume aliran udara kecil tidak mesti continue di dalam suatu jalan udara. Lalu sebuah regulator (alat pengatur) (suatu bukaan tidak harus diukur) yakni membuat di dalam pintu.
Meskipun utamanya dapat membuat jalan secara langsung hingga ke tempat kerja, di sana biasanya akan menjadi tempat seseorang dimana alat bantu ventilasi mesti diterapkan pada perkembangan akhir, ruang liff, dan lain-lain. Pada tambahan kipas dan jalan yang cocok u ntuk udara tidak harus menyediakan ventilasi. Jalan/rute ini adalah biasanya sebuah ventilasi dsb.
Longwall faces
Sebuah tipe sistem ventilasi untuk refreat longwall faces dapat diliat pada gambar 2.
Stopes
Sebagai contoh pada gambar 3 merupakan sistem ventilasi untuk sublevel stoping. Suatu norma stop dihubungkan dengan level-level, biasanya dari turunnya pembuatan jalan udara pipa masuk dan tingginya hasil jalan udara. Distribusi udara di dalam stope dikontrol oleh tertutupnya bagian bawah dan atas dari stope. Sejauh mungkin sisa-sisa bukaan hanya dapat permukaan dan area lain dimana seseorang mungkin bekerja. Hal ini akan membuat sebagian besar dari udara terhadap
Ventilation Of Dead Ends
Ini termasuk ventilasi dari kepala pengembangan, raises dan winzes dan terutama sekali yaitu stan ini dapat digerakkan. Pada waktu yang tepat masa pengembangan berakhir akan digunakan disini. Perkembangan ends lead off dan jalan udara yang selesai dimana penggalian menjadi segar. Beberapa kali udara ini akan alami di dalam ends, dan harus disebabkan penggunaannya. Tiga sistem utama yang dapat digunakan pada ventilasi bukaan permukaan di dalam akhir pengembangan.
Perbuatan manusia menurun sebagai ambient temperature meningkat. Fenomena/kejadian ini tergantung kecepatan udara dan kelembaban. Gambar 3 menunjukkan hubungan antara tingkatan manusia dan wet-bulb temperature dan effective temperature.
ANALISIS JARINGAN VENTILASI
1. Pengantar
1.1 Tujuan Analisis Jaringan Ventilasi
Tambang adalah kumpula permukaan hembusan udara dari titik pandang ventilasi tambang. Permukaan-permukaan hembusan udara ini adalah jalan permukaan untuk bekerja, sasaran dan pipa udara, dsb. Juga terdapat banyak permukaan hembusan udara seperti retakan pada batu melalui kebocoran dari udara yang ada meskipun hembusan udara tidak dianggap sebagai permukaan hembusan udara. Pada bab ini, seluruh “Permukaan Hembusan Udara” akan dinamai “Aliran Udara” guna penyederhanaan. Aliran-aliran udara ini digabungkan sebuah jaringan dalam sebuah tambang. Inilah yang disebut “Jaringan Ventilasi Tambang”.
Secara umum, sejumlah hembusan udara tertentu yang ada pada aliran udara bahkan jika tidak ada kipas pada jaringan ventilasi tambangoleh perbedaan kepekatan udara di dalam jaringan (ventilasi alam). Bagaimanapun, hembusan udara tersebut tidak cukup untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang dibutuhkan; khususnya pada tambang batubara. Pada kasus seperti ini, satu atau lebih kipas yang dipasang untuk menyediakan lebih banyak hembusan udara ke dalam tambang. Juga diperlukan pemasangan pintu-pintu tambang dan regulator dalam jaringan, kemudian muncullah pertanyaan-pertanyaan berikut ini:
“Dimanakah tempat yang cocok untuk memasang kipas?”
“Dimanakah kita perlu memasang pintu-pintu tambang dan regulatornya?”
Tujuan analisis jaringan ventilasi adalah untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut. Hal ini untuk menghitung rata-rata hembusan udara disemua aliran udara di dalam tambang di bawah kondisi-kondisi tertentu yang dibuat oleh insinyur ahli ventilasi untuk menyediakan sejumlah udara ketempat-tempat yang disediakan. Akhirnya, kondisi yang paling cocok akan ditemukan setelah perbandingan beberapa kondisi.
Analisis jaringan ventilasi diguakan hanya untuk mengetahui peredaran aliran udara melalui jejaring yang lama. Bagaimanapun, tujuan analisis telah diperluas tidak hanya untuk peredaran aliran udara tetapi juga Estimasi Panas Lingkungan dan Simulasi Kebakaran di Tambang, dll akhir-akhir ini. Yaitu, hasil analisis jaringan ventilasi yang dianggap pengaruh tambang dimanfaatkan untuk menemukan jalan keluar teraman dari bawah tanah ke permukaan saat kebakaran tambang terjadi. Sistem analisis jaringan ventilasi saat ini dapat menghitung rata-rata hembusan udara, temperature dan kelembaban diwaktu yang sama. Bagaimanapu, analisis peredaran aliran udara adalah dasar dari seluruh analisis-analisis tersebut. Bab ini secara umum mendeskripsikan analisa peredaran aliran udara dan sebagian menyentuh pada pengaruh kebakaran tambang.
1. Sistem Penekanan
Udara bersih dari sambungan aliran udara diteka sampai ke ujung sambungan pipa ventilasi oleh sebuah kipas dan udara kembali melalui ujung pipa lain yang telah dikembangkan. Katup masuk yang berada pada selang mesti lebih panjang hingga ke hulu tekanan udara (min. 5m). Sebaliknya, ada bahaya pada re-sirkulasi udara. Kipas semestinya merupakan bagian dari pipa yang memperpanjang aliran udara segar. Sehingga dapat diaskes setelah letusa, ketika aliran itu sendiri tidak dimasuki. Pipa harus terjaga dengan baik dan bebas dari kebocoran, untuk meghantarkan udara sebanyak mungkin ke ujung lain yang telah dikembangkan. Ujung pipa mungkin rusak oleh letusan jika terlalu dekat ke permukaan. Jarak dari permukaan hingga ke ujung penghantar, L, semestinya kurang dari 7 m sesuai Regulasi Sistem Keamanan Penambangan Jepang.
2. Sistem Pembuangan
Udara dari sekitar permukaan yang bekerja dibuang melalui pipa ventilasi, dan secara otomatis digantikan oleh udara segar. Persyaratan penanganan pipa sama dengan penjelasan di atas, namun mesti memberhentikan udara yang kembal di antara pintu masuk hingga ke ujung lain yang telah dikembangkan (min. 5 m) dibagian hilir, untuk menjegah air masuk kembali ke ujung. Sistem ini tidak digunakan secara umum karena air segar yang melewati arah tersebut akan cenderung masuk ke pipa ventilasi pembuangan secara langsung dan sangat sedikit udara yang akan mencapai permukaan, sebab kecapatan yang rendah, dan katup masuk pada pipa yang digunakan aliran udara yang kembali tidak dapat selalu dekat dengan permukaan, memperlihatkan pada bahaya kerusakan oleh letusan. Jarak dari permukaan ke katup masuk pipa pembuangan, L, harus kurang dari 2 m untuk memastikan udara mencapai permukaan.
3. Sistem Kelengkapan
Dalam sistem kelengkapan pembuangan (gambar 6), tambahan pada pipa ventilasi membuang udara dari ujung lain yang telah dikembangkan, ada pipa tambahan yang menekan beberapa udara segar aliran bagian atas kepermukaan. Panjang dari pipa tambahan kira-kira sekitar 6-60 m. Jarak dari permukaan ke katup ujung dari pipa pembuangan dan pipa penekanan “kelengkapan” tambahan sekitar 5 m dan lebih baik lebih panjang biasanya dari kelengkapan tersebut adalah 10 m. Ini untuk memastikan udara masuk ke pipa penekanan tambahan adalah udara yang bersih yang menuju aliran dan bukan udara yang kembali dari permukaan. Pengemudian kipas harus selalu berkaitan sehingga jika kipas pembuangan utama dihentikan dengan alas an-alasan tertentu, kipas penekanan juga berhenti. Kebalikan dari sistem kelengkapan pembuangan utama adalah sistem kelengkapan penekan yang diperlihatkan pada gambar 7.
1.2 Elemen-Elemen Ventilasi
Elemen-elemen ventilasi dan factor-faktor yang behubungan secara umum diklasifikasikan atas:
(i) Struktur Jaringan Ventilasi
Geometri dan hubungan aliran udara, posisi regulator, pintu-pintu dan kipas
(ii) Tekanan Pada Hembusan Udara
Resistensi ventilasi
(iii) Kipas
Ciri rata-rata hembusan udara dan tekanan pada kipas, efisiensi terhidar.
(iv) Tekanan Ventilasi Udara
Kelembaban udara dan pebedaan ketinggian.
Emisi methanol, perubahan temperature dan kepekatan.
(v) Aliran Udara Rata-Rata Pada Hembusan Udara Telah Diganti
Aliran udara melalui rata-rata udara yang berganti saat mengalir.
(vi) Kebocoran Udara
Aliran udara yang tidak melewati jalan biasanya.
Dua elemen teakhir tidak berbeda dengan aliran udara biasa, bagaimanapun, dibutuhkan perhatian khusus dalam hal-hal tertentu.
Sebuah node dan lubang didefinisikan sebagai berikut:
Node: Sebuah tempat dimana dua atau lebih aliran udara berkaitan. Secara umum merupakan persimpangan aliran udara namun terkadang dibangun dalam setengah dari aliran yang dibutuhkan.
Mesh: Sebuah sirkui dekat yang terdiri atas beberapa aliran udara.
2. Persamaan Dasar
Ada dua persamaan dasar berhubungan dengan aliran udara, yaitu sebagai berikut:
(1) Jumlah Rata-Rata aliran udara pada node adalah nol
Rumus 2.1
Dimana s adalah jumlah aliran udara yang terhubung pada node
Q adalah rata-rata aliran udara di dalam node dan nilai positif artinya mengalir ke dalam sedangkan negative berarti mengalir ke luar. Tanda-tanda ini mungkin berubah namun mesti digunakan secara constant. Ini diubah ke hubungan jumlah massa aliran udara ke dalam node sama dengan nol jika kelembaban udara tidak constant.
Rumus 2.1
Dimana M adalah massa aliran udara ke dalam node
(2) Jumlah Tekanan Dalam Sirkuit Lubang yang Berubah-ubah Adalah Nol
Rumus 2.2
Dimana m adalah jumlah aliran udara yang mengisi lubang tersebut.
Sejumlah petunjuk dalam mengelilingi lubang mesti diperbaiki untuk menghitung persamaan dasar (2.2) ΔP adalah nilai positif ketika tekanan berkurang sesuai petunjuk (petunjuk aliran udara dan petunjuk untuk mengelilingi memiliki aturan yang sama), fan nilai negative ketika tekanan meningkat sesuai petunjuk (petunjuk aliran udara dan petunjuk untuk mengelilingi memiliki aturan yang tidak sama). Tanda-tanda mungkin juga berubah tetapi mesti digunakan secara constant. Terlebih ketika tekanan kipas atas ventilasi alam berada pada lubang, perlu untuk menambahkan nilai pada jumlah ini.
Persamaan Untuk Penurunan Tekanan
Hubungan antara dua kecepatan udara (aliran udara dasar) dan penurunan tekanan adalah sebagai berikut:
K L C V K L C Q2
ΔP = = (2.3), (2.4)
A A3
Dimana:
ΔP = Penurunan tekanan (Pa= N/m2)
L = Panjang lin udara (m)
V = Kecepatan udara (m/s)
A = Bagian hambatan lin udara (m2)
K = Faktor pergeseran (N s2/m4)
C = Lingkaran lin udara (m)
Q = Banyaknya lin udara (m3/s)
Daya Tahan Ventilasi
KCL/A3 adalah jika kesatuan ukuran dan bentuk lin udara tertentu sesuai dengan ketentuan gaya pegas sebagai berikut:
R = K L C / A3 (2.5)
R biasa disebut “Daya Tahan Ventilasi”
Daya tahan ventilasi, hubungan antara dua aliran udara dasar dan penurunan tekanan dalam bentuk sedarhana adalah sebagai berikut:
ΔP = R Q2 (2.6)
Unit daya tahan ventilasi adalah (N s2/m8)
Nilai-nilai factor pergeseran K dapat dilihat pada tebel 1 dan 2. Nilai-nilai pada tabel sesuai dengan kondisi udara standar (1,2 kg/m3) dan keharusan mengukuti persamaan di mana perbedaan kepadatan berasal dari kondisi standart.
r = R.d / D
Dimana:
r = Kondisi daya tahan berubah-ubah
R = Kondisi starndar daya tahan
d = Kepadatan udara ditetapkan berubah-ubah (kg/m3)
D = Kepadatan udara kondisi standar (kg/m3)
Tabel 1. Faktor pergeseran K(N s2/m4) untuk batubara tambang lin udara dan pembukaan udara dikondisi standar (1,2 kg/m3) (Sumber: Kharkar)
Tipe Lin Udara Lurus Kelokan/Liku
Bersih Penyebab Penyusukan Moderately
Obstructed Bersih Penyebab
Penyusukan Moderately Obstructed
Smood Lined
Unlined (rock boited)
Timbered 0,0046
0,0079
0,0124 0,0052
0,0091
0,0139 0,0063
0,0113
0,0152 0,0058
0,0115
0,0158 0,0065
0,0126
0,0162 0,0079
0,0137
0,0167
Tabel 2. Faktor pergeseran K(Ns2/m4) (Sumber: Hertman)
Pipa atau Tubing Baik, Baru Rata-rata, bekas
Baja, kayu, kaca (keras)
Rampi, kampas, plastic (elastis/lunak)
Pilin-tipe kampas 0,0027
0,0037
0,0042 0,0037
0,0046
0,0051
Daya tahan ventilasi sudah diperhitungkan di persamaan 2.5 dengan keadaan normal. Daya tahan ventilasi lin udara dengan pengatur atau tanpa pengatur
Tidak ada komentar:
Posting Komentar