capital intelektual

DASAR TEORI VENTILASI

Penggalian di dalam tanah biasanya menjumpai banyak bahaya. Dalam penggalian bawah tanah yang perlu dikendalikan adalah masalah mekanika batuan dan ventilasi tambang tempat kerja. Karena pada kenyataannya merupakan system penunjang kehidupan penambang yang utama.

Selanjutnya ventilasi merupakan pengendalian jumlah dan arah pergerakan udara. Sebagai sarana utama dari pengendalian kuantitas, ini merupan bagian dari pada proses “total air conditioning”, yaitu pengendalian secara simultan terhadap kuantitas, kualitas, dan temperatur-kelembaban udara.

Oleh karena itu ventilasi bukan merupakan satu-satunya proses dari “total air conditioning”. Ventilasi tambang dan “total air conditioning” saling melengkapi tetapi merupakan proses yang terpisah. Pada perkembangannya yang diperlukan adalah membuat kondisi udara memenuhi kualitas dan temperatur-kelembaban sebaik kuantitasnya.

Untuk memperoleh informasi yang terinci mengenai kuantitas dan kualitas udara tambang pada sistem jaringan ventilasi, maka perlu dilakukan pemeriksaan terhadap sistem ventilasi yang ada, yaitu mengadakan pengukuran dan pengamatan terhadap ventilasi, sehingga dapat diketahui arah aliran atau sirkulasi udara, kuantitas udara yang memenuhi kebutuhan baku (standar) dan sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Adapun pengukuran yang dilakukan adalah pengendalian kuantitas aliran udara. Pengendalian kuantitas aliran udara di dalam tambang bawah tanah dilakukan untuk mengetahui distribusi aliran udara pada setiap jalur yang ada. Salah satu pengendalian kuantitas aliran udara adalah dengan mengetahui pengukuran kecepatan aliran udara. Kecepatan aliran udara merupakan sifat fisik udara tambang yang paling sering diukur. Hal ini disebabkan kecepatan aliran udara merupakan salah satu faktor penting untuk menentukan temperatur pada tambang. Untuk pemantauan kecepatan aliran udara alat yang digunakan bermacam-macam seperti pada tabel 1 dibawah ini.

TABEL 1

PERALATAN UNTUK MENGUKUR KECEPATAN UDARA

Instrument	Velocity Range Fpm	Sensitivity fpm	Acuracy	Features
Smoke tube Vane anemometer Velometer Thermoanemometer Thermometer Hot wire Kata thermometer Pitot tube	20 – 120 (low) 150-2000 (intermediate to high) 2000-10000 (very high) 30-3000 (low to high) multirange 10-500 (low to intermediate) 10-300 100-3000 (slow to high multirange) 100-1500 (intermediate to high) 750-10000 (high)	5-10 10-25 50-100 5-10 25-50 2-10 1-2 10-20 10-25 10-25	70-90% 80-90% 3% of upper scale reading 80-95% 90-95% 70-90% 90-98%	Indirect,approximate Needs calibration, needs maintenance Rapid, direct reading,delicate needs maintenance Slow, delicate, requires power (6 V),safe Rapid direct reading, delicate, requires power, needs maintenance Inderect,slow,delicate Slow, inderect,accurate

Untuk mengetahui arah pergerakan udara maka diperlukan suatu data pendukung yaitu berupa harga dari tekanan udara dengan menggunakan barometer. Seperti diketahui bahwa pergerakan udara akan bergerak dari tempat yang bertekanan tinggi ke tempat yang bertekanan yang lebih rendah.

Sebagai data pendukung juga digunakan hasil pengukuran temperatur udara dengan menggunakan alat yang disebut dengan Sling Psychrometer atau Whirling Hygrometer. Alat tersebut dapat mengukur secara langsung temperatur cembung basah (wet bulb temperature) yang disingkat “tw” dan temperatur cembung kering (dry bulb temperature) yang disingkat “td”.

Untuk mengetahui dari berapa besar hambatan julang yang bisa memicu kenaikan temperatur udara adalah sebagai berikut :

1.      Friction Loss (Hf)

Friction loss merupakan fungsi dari kecepatan aliran udara, kekasaran muka lubang bukaan, konfigurasi yang ada di dalam lubang bukaan dan dimensi lubang bukaan.

Dimana :

Hf        = Friction Loss (inch water)

K         = Faktor gesekan untuk densitas udara standar (lb.min²/ft⁴)

P          = Keliling (ft)

L          = Panjang jalur (ft)

Q         = Debit udara (cfm)

A         = Luas penampang saluran (ft²)

2.      Shock Loss

Shock loss terjadi sebagai akibat dari adanya perubahan arah aliran dalam saluran atau luas penampang saluran udara dan merupakan tambahan terhadap friction loss.

Ø  Perhitungan Shock loss langsung

 Perhitungan shock loss, H_x dalam inci air dapat dihitung dari velocity head, yaitu:

H_x = X.H_v

Dimana :

H_x        = shock loss

X         = faktor shock loss

H_v        = head velocity

Ø  Equivalent length method

Cara yang paling umum digunakan untuk menentukan shock loss adalah menggambarkan setiap kehilangan dalam bentuk panjang ekuivalen suatu saluran udara lurus.

Hx = Hf

X H_v =

=

Panjang ekivalen L dinyatakan dengan L_e seperti pada tabel dibawah ini.

Tabel 2

Panjang Ekuivalen Untuk Berbagai Sumber Shock Loss (ft)

Sumber	Le
	Feet	Meter
Bend, acute, round Bend, acute, sharp Bend, right, round Bend, right, sharp Bend, obtuse, round Bend, obtuse, sharp Doorway Overcast Inlet Discharge Contraction, gradual Contraction, abrupt Expansion, gradual Expansion, abrupt Splitting, straight branch Splitting, straight branch (90o) Junction, straight branch Junction, deflected branch (90o) Mine car or skip (20 % of airway area) Mine car or skip (40 % of airway area)	3 150 1 70 1 15 70 65 20 65 1 10 1 20 30 200 60 30 100 500	1 45 1 20 1 5 20 20 6 20 1 3 1 6 10 60 20 10 30 150

3.      Kombinasi friction dan shock loss

H_l        = H_f + H_x

            =

Dimana :

H_l        = head loss (inchi air)

K         = faktor gesekan untuk density udara standar

L          = panjang (ft)

L_e         = panjang ekivalen (ft)

Q         = debit udara (cfm)

A         = luas penampang saluran (ft²)

4.      Peralatan Listrik Mekanik

Jumlah panas total yang dikeluarkan oleh peralatan listrik mekanik ke udara tambang bawah tanah tergantung besarnya daya yang dipakai dan bentuk kerja yang dilakukan. Peralatan yang banyak dipakai ditambang bawah tanah adalah listrik, diesel, dan udara tekan. Kesemua peralatan jenis tersebut banyak menggunakan dayanya untuk mengatasi masalah beban gesek dan rugi-rugi listrik yang akhirnya dikonversikan menjadi bentuk panas.

            Panas yang dihasilkan oleh peralatan diesel tambang bawah tanah setara dengan sekitar 90% dari nilai kalor bahan bakar yang dikonsumsi. Angka ini relative sama untuk berbagai kondisi kerja mesin baik dalam keadaan berbeban maupun tidak berbeban.

5.      Aliran Panas Dinding Batu

Persamaan umum aliran panas melalui dinding dapat ditulis sebagai berikut :

                                               

Keterangan :

Q  =     panas yang dialirkan, Btu/jam

A  =     luas daerah dinding yang mengeluarkan panas. ft²

k   =     konduktivitas panas, biasanya relatif tetap untuk satu jenis batuan.

            Angkanya berbeda menurut kandungan air dan susunan perlapisan,

            Btu-in/ft² jam ^oF

dt =     perbedaan temperatur, ^o F

dL       =          ketebalan batuan yang mengeluarkan panas, inchi

            Karena aliran panas dari dinding bukaan merupakan satu-satunya sumber panas yang masuk ke tambang, maka penentuan laju pengeluaran panasnya secara vertikal & horizontal tidak dapat ditentukan secara teliti. Dalam penentuan temperatur batuan, biasanya batas kedalaman minimum 50 ft dianggap sebagai awal perhitungannya.

6.      Panas Dari Peledakan

Panas peledakan merupakan panas singkat yang akibatnya bisa membuat lingkungan udara di permuka kerja menjadi relatif lebih panas dari pada tempat sekitarnya. Oleh karena itu aliran udara dapat berbalik kembali ke permukaan kerja, tempat dimana peledakan baru saja terjadi. Akibatnya debu akibat bongkaran batuan tidak terbawa keluar.

            Hal lain yang mungkin juga terjadi dari aktivitas peledakan adalah meningkatnya uap di sekitar permuka kerja tersebut.