Nama : Befridita Ayu Nastiti NIM : R0012014
Kelas : B
Tambang Bawah Tanah ( Underground Mine ) dan
Oksigen Defisiensi
A. Tambang Bawah Tanah ( Underground Mine )
Tambang bawah tanah mengacu pada metode pengambilan bahan mineral yang dilakukan dengan membuat terowongan menuju lokasi mineral tersebut. Berbagai macam logam bisa diambil melalui metode ini seperti emas, tembaga, seng, nikel, dan timbal.
Karena letak cadangan yang umumnya berada jauh dibawah tanah, jalan masuk perlu dibuat untuk mencapai lokasi cadangan. Jalan masuk dapat dibedakan menjadi beberapa:
Ramp, jalan masuk ini berbentuk spiral atau melingkar mulai dari permukaan tanah menuju kedalaman yang dimaksud. Ramp biasanya digunakan untuk jalan kendaraan atau alat-alat berat menuju dan dari bawah tanah.
Shaft, yang berupa lubang tegak (vertikal) yang digali dari permukaan menuju cadangan mineral. Shaft ini kemudian dipasangi semacam lift yang dapat difungsikan mengangkut orang, alat, atau bijih.
Adit, yaitu terowongan mendatar (horisontal) yang umumnya dibuat disisi bukit atau pegunungan menuju ke lokasi bijih.
Ada dua tahap utama dalam metode tambang bawah tanah: development (pengembangan) dan production (produksi). Pada tahap development, semua yang digali adalah batuan tak berharga. Tahap development termasuk pembuatan jalan masuk dan penggalian fasilitas-fasilitas bawah tanah lain. Sedang tahap production adalah pekerjaan menggali sumber bijih itu sendiri. Tempat bijih digali disebut stope (lombong). Disini uang mulai bisa dihasilkan.
Dengan semua pekerjaan yang dilakukan di bawah tanah dengan panjang terowongan yang mencapai ribuan meter, maka diperlukan usaha khusus untuk mengalirkan udara ke semua sudut terowongan. Pekerjaan ini menjadi tugas tim ventilasi tambang. Selain mensuplai jumlah oksigen yang cukup, ventilasi juga mesti memastikan agar semua udara kotor hasil pembuangan alat-alat diesel dan gas beracun yang ditimbulkan oleh peledakan bisa segera dibuang keluar. Untuk memaksa agar udara mengalir ke terowongan, digunakanlah fan (kipas) raksasa dengan berbagai ukuran dan teknik pemasangan.
Penyanggaan yang optimal akan mendukung kelangsungan kinerja dan juga keselamatan semua pekerja.
Berikut adalah daftar beberapa tambang terdalam di dunia:
TauTona dan Savuka, tambang emas di Afrika Selatan yang merupakan tambang terdalam di dunia dengan kedalaman lebih dari 3.700 m.
Xstrata Kidd Mine, tambang tembaga dan seng di Canada merupakan tambang terdalam di Amerika Utara dengan kedalaman 2.682 m.
Mount Isa, tambang tembaga, dan seng di Australia dengan kedalaman 1.800m.
Faktor yang mempengaruhi pemilihan metode penambangan 1. Karakteristik dari endapan
Faktor ini merupakan paktor terpenting dalam pemilihan metode penambangan, apakah akan di tambanga dengan tambang terbuka atau tambang bawah tanah.
Faktor-faktor ini meliputi :
Ukuran (Dimensi: Tebal dan penyebaran)
Bentuk (Tabular, Masiv Dll)
Attitude (Inklasi dan Dip)
Kedalaman (nilai :rata-rata, nisba pengupasa-SR) 2. Kondisi Geologi dan Hidrologi
Karakteristik geologi dari mineral dan batuan induknya sangat mempengaruhi pemilihan metode penambangan, khususnya dalam pemilihan antara metode selektif atau tidak.
Hidrologi mempengaruhi sistem drainase dan pompa yang diperlukan. Mineralogi mempengaruhi cara pengolahan mineral.
Faktor-faktor ini meluputi :
Mineralogi dan petrografi
Komposisi kimia atau kualitas ( bahan tambang primer atau produk sampingan : untuk batubara ;CV TM, Ash, S)
Struktur geologi (Lipatan, patahan, diskontiniu, intrusi)
Bidang Lemah (Kekar, retakan, cleavage dalam endapan bijih / cleats dalam batubara)
Air tanah dan hidrologi
3. Sifat Geoteknik (Mekanika tanah dan batuan)
Sifat mekanis dari endapan dan batuan sekitarnya merupakan faktor kunci dalam pemilihan peralatan dalam tambang terbuka dan pada tambang bawah tanah hal ini sangat berpengaruh pada kelas yang dipilih (unsupported, supported, atau caving)
Faktor-faktornya meliputi :
Sifat elastik (Kekuatan, modulus elastis dll)
Prilaku elastik atau viskoelastik (flow, creep)
Keadaan teganggan (Tegangan awal, induksi)
Konsolidasi, kompaksi, dan kompetensi)
Sifat fisik lainnya (Bobot isi, Voids, Porositas, Premebilitas, kandungan lengas -miisture content)
4. Konsiderasi Ekonomi
Faktor ini mempengaruhi hasil, investasi, aliran kas, masa pengembalian dan keuntungan. meliputi :
Cadangan (Tonase dan kadar/kualitas)
Laju produksi (Produksi per satuan waktu)
Umur tambang
Produktivitas (Produksi per satuan pekerja dan waktu misalnya ton/kariawa-shift)
Perbandingan ongkos penanbangan untuk metode penambangan yang cocok. 5. Faktor Teknologi
Perolehan tambanga (mine recovery)
Dilusi (jumlah waste yang dihasilkan dengan bijih/batubara)
Ke-Fleksibelitas-an metode dengan perubahan kondisi
Selektifitas metode untuk batubara dan waste
Konsentrasi atau dispersi dari pekerjaan
Modal pekerja dan intensitas mekanisasi 6. Faktor lingkungan
Kontrol bawah tanah
Kontrol atmosfire (kontrol kualitas, kontrol panas dan kelembaban, serta untuk tambang bawah tanah ventilasi)
Kekuatan kerja (pelatihan, recruitment, kondisi kesehatan dan keselamatan kerja, kehidupan dan pemukiman)
Ventilasi Tambang
Dalam proses penambangan bawah tanah, salah satu hal yang penting adalah dibuatnya ventilasi tambang, agar para pekerja di dalam tambang tidak kehabisan udara segar. karena dapat menyebabkan hilangnya nyawa para pekerja. oleh karena itu perlunya pengaturan ventilasi yang sesuai dengan kebutuhan.
Ventilasi Tambang adalah pengendalian pergerakan udara, arah dan jumlahnya. Meskipun tidak memberikan kontribusi langsung ke tahap operasi produksi, ventilasi yang kurang tepat seringkali akan menyebabkan efisiensi yang lebih rendah dan produktivitas pekerja menurun, tingkat kecelakaan meningkat, dan tingginya tingkat ketidakhadiran.
1. Fungsi Ventilasi Tambang Ventilasi tambang berfungsi untuk :
Menyediakan dan mengalirkan udara segar kedalam tambang untuk keperluan menyediakan udara segar (oksigen) bagi pernapasan para pekerja dalam tambang dan juga bagi segala proses yang terjadi dalam tambang yang memerlukan oksigen.
Melarutkan dan membawa keluar dari tambang segala pengotoran dari gas-gas yang ada di dalam tambang hingga tercapai keadaan kandungan gas dalam udara tambang yang memenuhi syarat bagi pernapasan.
Menyingkirkan debu yang berada dalam aliran ventilasi tambang bawah tanah hingga ambang batas yang diperkenankan.
Mengatur panas dan kelembaban udara ventilasi tambang bawah tanah sehingga dapat diperoleh suasana / lingkungan kerja yang nyaman.
ventilasi tambang sangat diatur, terutama pada tambang yang mengandung gas (noncoal) tambang batubara dan, dan ketetapan lainnya terkait untuk jumlah udara yang dibutuhkan untuk mencairkan emisi diesel, asap peledakan, radiasi, debu, emisi baterai, dan banyak kontaminanasi lainnya.
Untuk menjaga ventilasi yang sesuai sepanjang berlangsungnya tambang, perencanaan awal harus diperhitungkan karena sangat penting untuk kedepannya.
Perencanaan kemajuan ventilasi melibatkan dua faktor utama pertimbangan:
(1) Total tingkat Volume aliran udara yang dibutuhkan untuk tambang, dan distribusi memuaskan dan ekonomis,
(2) tekanan yang dibutuhkan pada kipas. Sebuah sistem ventilasi harus dirancang dengan baik, efektif, fleksibel, dan ekonomis.
2. Prinsip Ventilasi Tambang
Pada pengaturan aliran udara dalam ventilasi tambang bawah tanah, berlaku hukum alam bahwa;
Udara akan mengalir dari kondisi bertemperatur rendah ke temperatur panas.
Udara akan lebih banyak mengalir melalui jalur-jalur ventilasi yang memberikan tahanan yang lebih kecil dibandingkan dengan jalur bertahanan yang lebih besar.
Hukum-hukum mekanika fluida akan selalu diikuti dalam perhitungan dalam ventilasi tambang.
3. Lingkup Bahasan Ventilasi Tambang
Pengaturan./Pengendalian kualitas udara tambang. Dalam hal ini akan dibahas permasalahan persyaratan udara segar yang diperlukan oleh para pekerja bagi pernafasan yang sehat dilihat dari segi kualitas udara (Quality control).
Pengaturan/pengendalian kuantitas udara tambang segar yang diperlukan oleh pekerja tambang bawah tanah. Dalam hal ini akan dibahas perhitungan untuk jumlah aliran udara yang diperlukan dalam ventilasi dan pengaturan jaringan ventilasi tambang sampai perhitungan kapasitas dari kipas angin
Pengaturan suhu dan kelembaban udara tambang agar dapat diperoleh lingkungan kerja yang nyaman. Dalam hal ini akan dibahas mengenai penggunaan ilmu yang mempelajari sifat-sifat udara atau psikrometri (psychrometry).
4. Pengertian Mengenai Udara Tambang
Udara segar normal yang dialirkan pada ventilasi tambang terdiri dari ; Nitrogen, Oksigen, Karbondioksida, Argon dan Gas-gas lain seperti terlihat pada tabel di bawah. Berdasarkan asal supply udaranya, sistem ventilasi dibagi menjadi 2 (dua), yaitu :
a. Sistem ventilasi alamiah
Sistem ini terbentuk secara alami seiring dengan terbentuknya bukaan / penggalian tunnel pada tambang bawah tanah. Dengan adanya lubang bukaan, secara otomatis udara akan mengalir melalui lubang bukaan tersebut.
b. Sistem Ventilasi Buatan (artificial)
Sistem ventilasi ini dibangkitkan dengan bantuan listrik. Sebagai alat supply udaranya digunakan fan. Fanpada sistem ini bertugas sebagai pengatur sirkulasi udara sehingga setiap front kerja pada tambang tersebut akan tersuplai udara cukup.
Untuk itu, sistem ventilasi yang umum digunakan pada tambang bawah tanah adalah artificial ventilation system. Artificial ventilation system ini adalah sistem ventilasi buatan dengan memberikan intake udara bersih yang dihasilkan dari fan blower dan mengeluarkan udara kotor melalui sistem exhaust fan. Sistem jaringan buatan inilah yang dipergunakan di dalam tambang bawah tanah untuk membuat sirkulasi udara lancar. Sistem ventilasi sangat tergantung dari ketersediaan dan karakteristik fan blower dan exhaust.
Sistem ventilasi dibagi menjadi 3 (tga) berdasarkan penggunaan fannya, yaitu : 1. Sistem forcing
Sistem ini akan memberikan hembusan udara bertekanan positif ke front kerja. Tekanan positif berarti aliran udara ini mempunyai tekanan lebih besar dibandingkan udara di atmosfer. Udara dialirkan melalui pipa dimana saluran ventilasi ini menghubungkan fan dengan front kerja sebagaimana terlihat pada gambar. Dalam sistem ini, dihembuskan udara bersih ke front.
Ventilasi Sistem Forcing
2) Sistem exhausting
adalah tekanan yang dihasilkan oleh proses penghisapan udara. Pada sistem exhausting, 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.
Ventilasi Sistem Exhausting
3. Sistem overlap
Sistem ini merupakan gabungan dari sistem exhausting dan forcing. Berbeda dengan kedua sistem diatas, sistem ini menggunakan 2 fan yang memiliki tugas berbeda satu sama lain. Ada fan yang bertugas menyuplai udara ke front (intake fan), adan 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 penambangan. Hal ini untuk mencegah agar udara yang disuplai langsung dihisap oleh exhaust fan sehingga udara akan memiliki waktu untuk bersirkulasi pada front penambangan.
Ventilasi Sistem Overlap
Untuk menghasilkan sistem ventilasi yang mampu bersikulasi, ada beberapa parameter yang perlu diperhatikan yaitu :
a. Kebutuhan udara pada front tambang bawah tanah sebesar 3 m3/menit untuk setiap hp
mesin dan 1 m3/menit untuk setiap pekerja. Tekanan udara akan berbanding terbalik terhadap
b. Head loss, yaitu kehilangan debit udara yang menyebabkan penurunan efisiensi yang terjadi karena dari sistem ventilasi tersebut. Head loss terjadi karena adanya aliran udara akibat kecepatan (Hv), gesekan (Hf), dan tikungan saluran / perubahan ukuran saluran (Hx).
Head loss terbesar terjadi apabila ada arus yang dibelokkan dengan sudut tajam. Grafik di bawah ini menunjukkan penurunan efisiensi (head loss) debit ventilasi karena tikungan 90 derajat (dipengaruhi oleh diamater flexible / rigidfaktor duct) dan sudut tikungan.
Chart shock loss factor untuk tikungan 90°, cross section lingkaran B. Oksigen Defisiensi
Kecelakaan atau Kematian disebabkan Defisiensi Oksigen adalah kejadian yang sangat mungkin terjadi di Industri Pengolahan, Pemurnian, Pembangkit, Manufaktur dan lain sebagainya. Asphyxia merupakan penyebab utama kecelakaan kerja di industri setiap tahunnya.
Beberapa gas asphyxiant antara alin nitrogen, argon, dan helium. Konsentrasi O2 normal di udara ambien adalah 20.9% volume. Ketika tingkat O2 turub hingga dibawah 19.5% v/v, udara dapat dikategorikan Oxygen-deficient/ defisiensi O2. O2 dibawah 16% volume dikategorikan sangat berbahaya bagi manusia.
Berapa lama anda dapat menahan nafas? Kebanyakan orang akan menjawab 1 menit. Ketika udara dihirup, Oksigen akan memasuki aliran darah melalui Alveoli di paru-paru. Dari udara di satu sisi menuju darah di sisi lain. Hal ini dapat terjadi karena tekanan parsial Oksigen lebih besar di bagian udara dibanding pada darah.
Jika anda memasuki area dengan konsentrasi Oksigen yang rendah, efeknya dapat mematikan. Oksigen akan mengalir terbalik dari darah menuju bagian udara dalam paru-paru. Beberapa tarikan nafas dan anda akan pingsan. Sayangnya, manusia tidak dapat merasakan penurunan tingkat Oksigen.
Salah satu contoh kasus asphyxiation adalah memasuki low oxygen atmosphere atau inert atmosphere, seperti pada Tanki Minyak Goreng yang biasanya diselimuti lapisan gas inert seperti Nitrogen dan Argon untuk melindungi minyak dari Oksigen di atsmosfir.
Oleh karena itu di dunia industri sebagai standar sebelum memasuki Confined-Space seperti Pipa, Tanki, gorong-gorong dsb haruslah diuji dengan Instrumen Pengukur Gas Portable seperti FirtsCheck+ yang dapat mengukur O2, H2S, CO, LEL dan VOC sekaligus.
Namun, pada area kerja dimana terdapat pekerja seperti pada pembangkit listrik, manufaktur, farmasi, FnB, fixed gas detection adalah solusi dengan efektifitas tinggi dan biaya relatif rendah untuk melindungi pekerja. Fixed gas detection akan secara kontinyu memantau bahaya Defisiensi Oksigen pada lokasi-lokasi kritis dan dapat memberikan alarm tanda bahaya ketika terjadi Defisiensi Oksigen.
Proses Pembotolan Minuman Ringan, Bir, Anggur dan Minuman lainnya menggunakan atau menghasilkan CO2. Proses pembekuan Cyrogenic menggunakan CO2 atau N2 cair. Pengelasan menggunakan Argon sebagai gas inert. Panggung-panggung menggunakan Es Kering (CO2 beku) atau N2 cair untuk menghasilkan kabut atau asap. dan aplikasi lainnya.
Banyak situasi lainnya dimana pekerja/ manusia dapat terekspos kondisi Defisiensi Oksigen, beberapa berpotensi fatal. Pada lokasi dimana terdapat kehadiran pekerja/ lokasi kerja Fixed Gas Detection untuk Oksigen merupakan solusi.
Sumber :
http://rachmatrisejet.blogspot.com/2013/06/ventilasi-tambang.html http://hseinst.blogspot.com/2012/10/defisiensi-oksigen.html
