bab i-ii ventilasi
DESCRIPTION
ventilasi tamabangTRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada tambang bawah tanah atau underground mining, kenyamanan dan
keselamatan kerja para pekerja tambang sangat diutamakan. Terutama karena
kondisi kerja pada tambang bawah tanah sangat jauh lebih berbahaya apabila
dibandingkan dengan penambangan open pit. Salah satu aspek yang paling
penting bagi kenyamanan para pekerja tambang adalah pemasukan aliran udara.
Udara pada aliran bawah tanah bukan merupakan tipe udara yang mengalir
karena tidak ada perbedaan tekanan, artinya, udara di dalam butuh waktu lama
untuk mencari perbedaaan tekanan yang mungkin timbul dari lubang shaft, atau
mulut terowongan.
Ventilasi tambang sendiri jika dihubungkan dengan K3 (Kesehatan dan
Keselamatan Kerja), sangatlah erat hubungannya, para pekerja tambang
terutama tambang bawah tanah yang biasanya akan menyebabkan ledakan dan
kematian akibat baik itu dari gas-gas maupun udara apa saja yang dapat
membahayakan nyawa dari para pekerja. Oleh karena itu ventilasi sangatlah
penting dan berperan utama dalam bukaan tambang bawah tanah. Oleh karena
itu diperlukan sebuah sistem ventilasi yang mampu mengatur udara tersebut
agar udara dalam tambang dapat mengalir, sehingga udara bersih dapat masuk
kedalam tambang bawah tanah tersebut.
1.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari pembuatan laporan ini adalah untuk mengetahui nilai apa
saja yang di dapat pada pelaksanaan simulasi ventilasi tambang, dengan
prosedur yang telah ditentukan.
1.2.2 Tujuan
Pengukuran ventilasi yang dilakukan di laboratorium bertujuan untuk :
a. Mengetahui pengaruh pengaturan udara terhadap kelembaban relatif.
b. Mengetahui pengaruh percabangan terhadap kondisi aliran udara.
c. Mengetahui pengaruh belokan terhadap aliran udara.
d. Mengetahui pola aliran udara pada titik pengamatan.
e. Mengetahui pengaruh penambahan booster (auxiliary fan) pada
kondisi udara.
f. Mengetahui pengaruh pemakaian regulator.
1.3 Ruang Lingkup Masalah
a. Pengendalian kualitas udara segar.
b. Pengendalian kuantitas udara segar yang diperlukan pekerja.
c. Pengaturan suhu dan kelembaban udara untuk menciptakan lingkungan
kerja yang nyaman.
1.4 Metoda Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan pendekatan
deskriptif yaitu dengan cara pengamatan dan pengolahan, kemudian dianalisa,
dibandingkan dan dihitung secara teoritis sehingga diperoleh hasil yang
diinginkan. Adapun tahap-tahap penelitian yang digunakan adalah sebagai
berikut :
1. Tahap Persiapan
Pada tahapan ini dilakukan persiapan meliputi pengkajian literatur, berupa
pengertian dasar secara teoritis serta prosedur percobaan yang akan dilakukan
pada penelitian ini.
2. Data Primer : Pengambilan data langsung
a. Observasi Lapangan berupa pengamatan serta pengambilan data.
b. Analisis Data merupakan lanjutan dari tahapan pengambilan data yang
mempelajari dan mengkaji ulang hasil dari pengukuran.
3. Data Sekunder :
Selanjutnya diperlukan penelitian dengan mempelajari beberapa literatur,
kemudian mengambil pokok - pokok yang berhubungan dengan kegiatan
praktikum yang dapat menunjang hasil dari praktikum ventilasi tersebut,
kemudian dikembangkan menjadi sebuah laporan
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika laporan akhir Ventilasi adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas mengenai latar belakang,maksud dan tujuan,dan
peralatan yang di gunakan dalam praktikum ventilasi , serta sistematika
penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas secara umum mengenai ventilasi, alat yang digunakan
pada sistem ventilasi, dan data yang di amati pada sistem ventilasi
tersebut, seperti, kelembaban relatif,serata kondisi aliran udara dalam
melakukan praktikum Ventilasi.
BAB III PROSEDUR DAN HASIL PENGUKURAN
Bab ini membahas tentang prosedur percobaan, serta data pengukuran
yang di dapat dalam melakukan praktikum Ventilasi.
BAB IV PEMBAHASAN
Bab ini mengulas tentang pembuatan grafik dan juga berisikan
pembahasan dari hasil pengolahan data berupa tabel hasil pengolahan
BAB V ANALISA
Bab ini berisi grafik-grafik yang telah di buat berdasarkan hasil
pengamatan berserta analisa dari grafik yang dibentuk.
BAB VI KESIMPULAN
Memberikan masukan dan menarik suatu kesimpulan berdasarkan Hasil
yang di dapat selama menjalangkan praktikum ventilasi.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Teori Dasar
2.1.1 Pengertian Ventilasi
Ventilasi mempunyai prinsip yaitu pengendalian pergerakan udara,
banyaknya dan arah. Mine Ventilation (Ventilasi Tambang) berarti mengangkut
keluar udara kotor (Injure Air) dan menggantinya dengan udara segar (Fresh Air).
Ventilasi tambang ini sendiri bertujuan tujuan antara lain, menyediakan dan
mengalirkan udara segar ke dalam tambang untuk memenuhi kebutuhan O2 para
pekerja dan segala proses yang memerlukan O2, melarutkan dan membawa
keluar gas-gas pengotor dari dalam tambang sampai tercapai keadaan
kandungan udara yang memenuhi syarat-syarat bagi pernapasan, menyingkirkan
debu agar menciptakan kondisi yang nyaman, mengatur suhu dan kelembaban
udara tambang bawah tanah hingga diperoleh suasana / lingkungan kerja yang
nyaman.
Sumber : boedywidy.blogspot.comFoto 2.1
Ventilasi Tambang Bawah Tanah
Tentu saja kegunaan ventilasi di dunia pertambangan bukan hanya untuk
mengatur aliran udara saja, tetapi dapat juga digunakan untuk mengangkat debu
dan mengalirkan gas-gas berbahaya yang dapat mengganggu kenyamanan
kegiatan penambangan, selain itu ventilasi juga dapat mengatur suhu pada
setiap sektor tambang sehingga tidak terlalu panas, ataupun tidak terlalu dingin.
Di akhir pembuatan laporan ini diharap kita dapat mengetahui pola ventilasi yang
cukup baik untuk diaplikasikan pada kegiatan penambangan bawah tanah.
Ada beberapa perusahaan tambang bawah tanah khususya diindonesia
menggunakan system ventilasi yang diantaranya adalah PT.Freeport dan PT.
CSD.Pada perusahaan sebesar PT.Freeport metode ventilasi yang dipakai pada
tambang DOZ/MLA termasuk dalam kategori mechanical accensional method.
Udara bersih dialirkan melalui empat buah lubang masuk (service adit, GRS #34,
M-1, dan FAS), sedangkan udara kotor dikeluarkan melalui tiga buah lubang
(orepass #5, middlehole B, dan borehole #3), borehole #3 dilengkapi dengan
tiga unit kipas isap yang berkapasitas masing-masing sebesar 600 HP.
Dan berdasarkan hasil evaluasi, secara umum kuantitas kebutuhan udara
bersih masih belum mencukupi, baru dipenuhi sekitar 66,75%. Jika ditinjau dari
segi mutu udara, kandungan gas-gas berbahaya masih dibawah nilai ambang
batas, sedangkan kandungan debu dan uap air kemungkinan masih agak tinggi
seperti didaerah Load Haul Dump (LHD).
PT CSD membutuhkan suatu sistem ventilasi yang baik agar kesehatan
dan keselamatan kerja karyawan yang bekerja terjamin. Kualitas udara pada
cross-cut 4 cikoneng cukup panas dan lembab. Kebutuhan udara pada tiap
lombong tidak terpenuhi.Untuk mempelajari masalah ini, dilakukan survei
ventilasi untuk mengetahui kualitas dan kuantitas udara pada terowongan.
Setelah itu, dibuat suatu pemodelan fisik di laboratorium untuk memodelkan
distribusi udara dengan menggunakan cairan merah. Untuk mendukung
penelitian, dibuat suatu permodelan numerik menggunakan perangkat lunak
kazemaru.
Dari hasil analisis menunjukkan bahwa distribusi udara pada tiap lombong
cross- cut 4 tidak merata. Kekurangan debit udara pada tiap lombong tersebut
diakibatkan shockloss dan kebocoran pada saluran udara bersih. Total kerugian
debit udara diperkirakan mencapai 16,3 m3/s.
2.1.2 Kelembapan Relatif
Pengukuran kelembapan relatif ini dilakukan dengan menggunakan
hygrometer dan sling psychrometer atau whriling hygrometer. Dalam percobaan
sebenarnya yang diukur adalah temperatur cembung kering (dry bulb) dan
temperatur cembung basah (wet bulb), sehingga dengan menggunakan
psychrometry card akan diperoleh nilai kelembaban udara.
Pengukuran kelembaban udara dalam ruangan terbuka menggunakan
sling psychrometer. Sling psychrometer terdiri dari dua thermometer air raksa
yang tujuannya untuk mengukur temperatur cembung kering dan basah,
sedangkan untuk saluran udara langsung menggunakan dua thermometer bola
basah dan thermometer bola kering.
Pada prinsipnya temperatur cembung kering adalah ukuran panas
sensible di atmosfir. Untuk kondisi jenuh, penguapan tidak terjadi dan temperatur
cembung basah dengan laju tertentu yang sebenarnya berbanding terbalik
dengan tekanan uap dari uap air yang ada di udara. Penguapan akan
mendinginkan ujung thermometer cembung kering dan temperaturnya akan
turun, begitu sebaliknya.
2.1.3 Kondisi Aliran Udara
Pada dasarnya tujuan dari ventilasi adalah menyalurkan udara yang
cukup kedalam tambang. Panjang jalur yang harus dilalui oleh udara yang
dikirimkan dari permukaan kedalam tambang bawah tanah dapat menyebabkan
proses ventilasi menjadi semakin sulit dan akan memerlukan biaya yang sangat
mahal, khususnya dalam penyediaan atau persiapan infrastruktur dari peralatan
ventilasi tersebut. Pada prinsipnya ventilasi tambang merupakan aplikasi prinsip-
prinsip dinamika fluida udara dalam tambang dan pipa. Meskipun pada dasarnya
udara berupa gas dan merupakan material yang dapat ditekan, namun dalam hal
ini udara dianggap sebagai fluida yang tidak dapat ditekan dan hal ini merupakan
penyerdehanaan dalam perhitungan.
2.1.3.1 Kecepatan Rata-Rata Aliran Udara
Kecepatan aliran udara merupakan parameter yang sering diukur. Hal ini
dilakukan karena kecepatan aliran udara adalah parameter penting untuk
menghitung kuantitas aliran udara, kebutuhan daya fan serta effisiensi fan.
Peralatan yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara di dalam
tambang sangat beragam tergantung kepada besarnya kecepatan aliran.
Kecepatan aliran udara dapat diklasifikasikan, seperti terlihat pada (table 2.1).
Tabel 2.1Klasifikasi Kecepatan Udara
No Kategori Kecepatan Rendah Kecepatan Aliran
1 Rendah < 100 fpm (0,508 m/det)
2 Sedang 100 – 750 fpm (0,508 – 3,81 m/det)
3 Tinggi > 750 fpm (> 3,81 m/det)
Sumber : Modul praktikum ventilasi tambang,Laboratorium Tambang Universitas Islam Bandung th ajaran 1435 H/2013 M
2.1.3.2 Tekanan Udara Rata-Rata
Udara suatu material yang selalu bergerak atau dalam hal ini memiliki
mobilitas yang tinggi, hal ini akan terjadi apabila ada suatu perbedaan tekanan
yang berbeda dari tempat yang satu dengan yang lain. Volume udara yang akan
bergerak persatuan waktu tergantung pada besarnya perbedaan tekanan
tersebut dan pada tekanan yang diberikan oleh lubang atau saluran pipa
terhadap aliran udara tersebut. Bila udara mengalir melalui suatu lubang atau
pipa tekanan yang diperlukan untuk memasukkan (force) atau ditarik (draw)
udara melalui duct tersebut tergantung tidak pada gesekan udara, kekasaran
dinding – dinding samping, sifat udara, rintangan – rintangan yang ada serta
berat jenis udara juga turut mempengaruhi tekanan. Ventilasi udara dalam
tambang merupakan suatu contoh proses aliran udara “steady”, yaitu suatu aliran
yang variable – variable alirannya tidak berubah dengan perubahan waktu.
2.1.3.3 Flowrite (Debit) Dan Pola Aliran Udara
Untuk mengukuir banyaknya udara yang lewat pada saat pengukuran
dapat dihitung rumus :
Q = V x A
Dimana : Q = Jumlah atau debit udara dalam (m3/menit)
V = Kecepatan Aliran Udara (m/menit)
A = Luas Penampang (m2)
Pemilihan titik pengukuran berdasarkan kelainan-kelainan seperti
belokan, penyempitan, perluasan dan sebagainya yang mempengaruhi jalannya
udara tersebut. Pengukuran dari tiap belokan dilakukan pada posisi 3 x
diamater saluran sebelum dan sesudah terjadi kelainan tersebut.
2.2 Pengenalan Alat
2.2.1 Pitot Tube
Pitot tube digunakan untuk mengukur tekanan udara pada aliran udara
berkecepatan tinggi, alat ini juga sering dapat dijumpai pada pesawat terbang.
Pitot tube terdiri dari dua pipa kosentris yang berbentuk L. Pipa bagian dalamnya
memiliki ujung muka yang terbuka sebagai tempat aliran masuk udara.
Sedangkan pipa bagian luarnya tertutup ujungnya, yang pada sekeliling ujungnya
terdapat lubang – lubang kecil tempat aliran udara masuk. Head aliran udara
yang melalui pitot tube diukur oleh manometer yang dihubungkan dengan selang
– selang plastic. Sedangkan data pengukuran yang dapat diambil adalah head
total, head static, serta head velocity.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M
Foto 2.2Pitot Tube
2.2.2 Vane Anemometer
Alat ini digunakan untuk mengukur aliran udara yang berkecepatan
sedang, yang sering digunakan adalah jenis Vane Anemometer yang prinsip
kerjannya ialah udara akan menggerakkan rotor dengan kecepatan proporsional
dan operasi rotasinya dengan counting system, yaitu beroperasi pada waktu
tertentu dengan kecepatan ditentukan dari total revolusi dibagi dengan waktu.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.3
Vane Anemometer
2.2.3 Fan
Fan adalah suatu alat yang mengatur gerakan udara dengan
menggunakan prinsip aerodinamis. Ada tiga macam fan yang dapat digunakan
sebagai system ventilasi, masing-masing axial ran, centrifugal fan dan propeller
fan.
Axial Fan
Pada fan tipe axial, udara mengalir melalui fan secara parallel pada
impeller shaft. Komponen radial dari kecepatannya sama dengan nol.
Impeller dengan baling-balingnya berputar dalam suatu kerangka silinder.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M
Foto 2.4 Fan
Tekanan yang dihasilkan oleh axial fan dipengaruhi oleh diameter
impeller. Sedangkan sebagai penggerak digunakan suatu motor listrik
yang dilengkapi oleh rantai, belt, untuk memutar baling-balingnya.
Centrifugal Fan
centrifugal fan terdiri dari roda putar dengan bentuk gulungan yang
merupakan casing. Roda tersebut dilengkapi dengan sudut-sudut pada
bagian luarnya. Cading merupakan inlet. Outlet membentuk sudut 90°
terhadap inletnya.
Gaya sentrifugal, dihasilkan oleh perputaran udara yang terjebak diantara
sudut-sudut.
Propeller Fan.
Propeller fan adalah bentuk sederhana dari axial fan dan jarang
digunakan pada terowongan besar karena tekanan yang diberikan sangat
kecil. Satu-satunya keuntungan dari propeller fan adalah dapat
menangani sejumlah besar volume udara dengan biaya operasi rendah.
Hal ini diperoleh karena pada tipe ini udara masuk dari setiap arah.
2.2.4 Barometer
Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan
absolute udara disekitar peralatan. Terdapat 2 jenis barometer, yaitu :
Aneroid Barometer, terdiri dari ruang vakum udara dengan diafragma
elastic.
Mercury Barometer, dimana kolom mercury seimbang dengan tekanan
udara.
Sumber : depositphotos.comGambar 2.1Barometer
2.2.5 Duct
Duct adalah sebuah alat berupa jaringan untuk mengalirkan udara,
biasanya duct ini dilengkapi dengan pitot tube, manometer, dan pada ujungnya
terdapat fan, baik itu axial ataupun centrifugal fan.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M
Foto 2.5Duct
2.2.6 Sling Psychometer
Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban udara dalam ruang
terbuka . Sling Psychometer terdirid ari dua buah termometer air raksa yang
tujuannya untuk mengukur temperatur cembung kering (dry bulb) dan temperatur
cembung basah (wey bulb). Pada prinsipnya temperatur cembung kering adalah
ukuran panas sensibel di atmosfir . Untuk kondisi jenuh, penguapan tidak terjadi
dan temperatur cembung basah dan kering akan sama.
Bila kondisi tidak jenuh maka air akan menguap dari termometer
cembung basah dengan laju cembung sebenarnya berbanding terbalik dengan
tekanan uap dari uap air yang berada di udara. Penguapan akan mendinginkan
ujung termometer dan temperatur akan turun
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.6
Sling Psychrometer2.2.7 Manometer
Bentuk manometer sederhana adalah tabung vertical ‘U’ yang diisi
dengan fluida (air) setengahnya, ke dua kaki dari tabung U dihubungkan dengan
titik yang akan diukur perbedaan tekanannya oleh sebuah tabung plastic, setelah
dihubungkan maka cairan akan mengalir ketempat yang lebih rendah. Fungsi
dari manometer sendiri adalah untuk mengatur perbedaan tekanan yang tidak
terlalu besar.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 MFoto 2.7
Manometer
2.2.8 Regulator
Alat ini digunakan untuk menghambat aliran udara dalam ventilasi
tambang untuk mengendalikan pergerakan udara arah dan besarnya agar
merata sesuai kebutuhan pada setiap percabangan.
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M
Foto 2.8Beberapa Regulator
2.2.9 Portable Ventilator (Booster)
merupakan alat tambahan yang dipasang didalan atau diujung duct.Terdiri
dari fan yang berfungsi untuk memperbesar tekanan udara .
Sumber :Hasil kegiatan praktikum ventilasi 1435 H/2013 M
Foto 2.9Booster