Tugas Kuliah Ventilasi Tambang ITB

1. Tugas Mata Kuliah Ventilasi Tambang
Prediksi dan Studi Parameter Udara Termal
Berdasarkan Model Prediksi Suhu Jaringan Ventilasi
Oleh
Fathur Rozaq
12113059
Teknik Pertambangan
Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan
Institut Teknologi Bandung
2015

2. A. Latar belakang
Pertambangan dapat dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu tambang terbuka dan
tambang bawah tanah. Secara singkat, metode tambang terbuka digunakan apabila
kegiatan penambangan masih layak dan bernilai ekonomis jika dilakukan penggalian
overburden, sedangkan apabila tidak layak dan tidak ekonomis untuk penggalian
overburden harus dilakukan metode tambang bawah tanah.
Pertambangan bawah tanah memiliki kondisi yang berbeda dengan lingkungan diatas
permukaan tanah, termasuk suhu. Mengikuti derajat geothermal, semakin dalam suatu
titik penambangan dari permukaan tanah, maka suhu yang terdapat dalam titik tersebut
juga akan semakin tinggi. Kegiatan pertambangan tidak bisa berjalan dengan efektif
apabila ruangan dalam tambang bawah tanah berada dalam kondisi yang tidaka nyaman
bagi pekerjanya, midalnya suhu yang tinggi. Bahkan, suhu yang terlalu tinggi tidak hanya
membuat tidak nyaman bagi pekerja, tetapi bisa juga membahayakan keselamatan
pekerja dan tambang itu sendiri.
Untuk menangani suhu tambang bawah tanah yang terlalu tinggi, diperlukan desain
pengaturan suhu udara yang bagus. Dalampendesainan pengaturan suhu dibutuhkan
data mengenai prediksi parameter udara termal dalam wilayah yang belum ditambang
dan hendak ditambang. Dengan pemodelan, distribusi suhu dalam lokasi pertambangan
bawah tanah bisa diramalkan mengenai perbedaan temperature dan dari pemodelan
tersebut dapat ditentukan mengenai hal-hal apa saja yang diperlukan dalam pengaturan
suhu pertambangan bawah tanah.
B. Metodologi
Studi literatur, yang meliputi studi mengenai metode prediksi tempeatur udara tambang
bawah tanah.
C. Pembahasan
Metode prediksi temperature udara tambang
Dimisalkan terdapat suatu jalur aliran udara dan kondisi awal jalur telah diketahui, maka
dari data tersebut dapat digunakan untuk memprediksi keadaan akhir dari aliran yang
melewati jalur udara tersebut. Namun, apabila titik inisial dan titik final berjarak sangat
jauh dari titik yang hendak diprediksi temperaturnya, prediksi akan susah dilakukan.
Agar prediksi menjadi akurat, dapat dipilih titik distribusi angin yang berada diantara

3. dua node sebagai satu bagian saja. Bisajuga dipilih dua jalur yang memiliki karakterikstik
heat transfer yang sama atau mendekati. Pada gambar dibawah ini, terdapat jaringan
ventilasi dengan titik O sebagai awal masuknya udara dan kondisinya telah diketahui.
Dari data titk O, dengan diketahuinya parameter udara, dapat dilakukan prediksi
temperature udara dititik lainnya seperti titik I.
Prediksi model temperature udara dalam jaringan ventilasi
Ada beberapa hubungan antara parameter aliran udara seperti volume udara,
temperature serta naturan air pressure dalam jaringan ventilasi tambang. Dalam
metode ini, akan diperoleh volume udara di cabang dengan menghitung udara dalam
jaringan menggunaka metode tekanan node. Memprediksi temperature udara dari
berbagai cabang dengan menghitung jaringan angin berdasarkan volume udara yang
diperoleh dari volume udara dari cabang di jaringan ventilasi dan kemudian diperoleh
density udara dari berbagai cabang, adanya pengaruh perbedaan energi potensial,
keberadaan naturan pressure, volume udara dalam mesh cabang akan berubah, iterasi
temperature udara dan ulangi hingga dicapai keakuratan yang diinginkan.
Persamaan dasar dari prediksi temperature aliran udara
dengan
M: kualitas aliran udara cabang, M=ρ1.2Q, kg/s
Q: volume aliran cabang
ρ1.2: masa jenis rata-rata udara cabang, ρ1.2=( ρ1+ ρ2 )/2, kg/m3
ρ1, ρ2: massa jenis udara di cabang awal dan akhir node, kg/m3

4. Determinasi parameter udara termal dalam jaringan ventilasi
Sebagai hasil dari prediksi temperature udara dalam jaringan ventilasi, tekanan udara,
temperature dan humidity node cabang awal dalam jaringan ventilasi ditentukann
sebagai berikut:
a. Tekanan udara node awal dalam jaringan ventilasi
Tekanan atmosfer di titik awal cabang sama dengan tekanan atmosfer di titik
sebelum titik ujung. Misalnya, dalam gambar 1, node 1, B1(2)=B2(1); node 4,
B4(2)=B10(2)=B5(1). (1, 2 … menunjukkan nomor cabang; (1), (2) menunjukkan titik awal
dan ujung cabang.
b. Temperature udara di node awal cabang, ditunjukkan dengan prinsip keseimbangan
energi
1. Node cabang seri
Tidak ada cabang intersect lain antara sebelum dan posisi dua cabang yang
berasosiasi dengan node tersebut, dalam gambar 1 node 1, temperature ujung
seelum cabang t1(2) sama dengan temperature titik awal branch selanjutnya t2(1)
sehingga, t1(2)=t2(1).
2. Node angin terdistribusi
Diantara cabang yang berasosiasi dengan node terdistribusi, temperature titik
ujung cabang dari node aliran sama dengan temperature titik awal dari semua
cabang. Gambar 1, node 6, t6(2)=t8(1)=t7(1)=t11(1).
3. Node angin gabungan
Hal ini berbeda dari penjelasan sebelumnya, suhu cabang titik awal dari node
dipengaruhi secara komposit oleh suhu titik akhir cabang aliran node . Sebagai
contoh, pada Gambar 1 node 4, dua dari 4 cabang, 10 cabang 4 dan kemudian
mengalir ke cabang 5. Menurut prinsip keseimbangan energi saat ini untuk
menentukan suhu titik awal dari cabang 5 t5(1), dimana
4. Node terdiri dari beberapa angin komposit dan mendistribusikan cabang angin
persimpangan
Misalnya pada gambar 1 node 13, ada 2 cabang 12, 13 yang mengalir menuju
node, dan cabang 14 dan 15 keluar node. Pada titik ini,

5. c. Start point humidity pada sub cabang
Berdasarkan prinsip keseimbangan kualitas
1. Series node
d1(2)=d2(1)
2. Node angina terdistribusi
d6(2)=d8(1)=d7(1)=d11(1)
3. Node angin gabungan
atau
4. Node terdiri dari beberapa angin komposit dan mendistribusikan cabang angin
persimpangan
Sesuai dengan karakteristik pertambangan, ketika perbedaan antara node dan post
temperature tidak terlalu besar, relative humidity udara dapat diaproksimasi dengan
metode diatas.
Aplikasi
Untuk memprediksi rangkaian aliran udara termal, sebagai contoh area pertambangan 5
dari sayap timur pertambangan batubara Dongtan, Yanzhou Mining Group, untuk
mendemonstrasikan aplikasi situasu dan prediksi model temperature udara dalam
jaringan ventilasi.
Tambang batubara Dongtan, Yanzhou Mining Group, yang memiliki tingkat mekanisassi
yang lebih tinggi, yaitu 8MT/a. Pertambangan rata-rata berada di -660m bawah tanah
dan akibat dari suhu yang tinggi harus diperhatikan karena dapat membahayakan
pekerjanya. Dengan meningkatnya kedalaman pertambangan , kedalaman penggalian
daerah lima pertambangan di Sayap Timur akan mencapai sekitar -1000m, dampak
suhu panas akan lebih berbahaya terhadap pekerja. Oleh karena itu,Untuk menyediakan
data dari bawah tanah untuk desain AC pendingin, harus dilakukan prediksi ilmiah
terlebih dahulu dari rangkaian aliran udara dan parameter udara termal .
Pertama, sesuai dengan rencana penataan pembangunan pertambangan di sayap timur
dari Tambang batubara Dongtan, yaitu untuk memetakan grafik sistemventilasi yang
tepat dan grafik jaringan. Kemudian, berdasarkan pada grafik jaringan ventilasi, prediksi
mengenai suhu udara dalamventilasi kemudian digunakan untuk memprediksi

6. rangkaian aliran temperature udara termal dari area pertambangan tersebut. Hasil
prediksi ditunjukkan sesuai tabel dibawah.
Dapat ditunjukkan hasil prediksi, temperature udara jalur utama dari rangkaian area
pertambangan sebesar 31C dan relative humidity lebih dari 95%, dan temperature
udara di area pertambangan mencapai 33.4C, relative humidity 95,2%. Oleh karena itu,
harus diambil langkah-langkah pendinginan praktis dan efektif untuk lingkungan kerja
bawah tanah, membuat parameter suhu udara udara memenuhi kisaran yang diizinkan
oleh peraturan keselamatan dan kesehatan yang ada, yang tidak lain untuk memastikan
kesehatan dan keselamatan para pekerja.
D. Diskusi
Kegiatan penambangan bawah tanah merupakan kegiatan yang kompleks. Tidak seperti
penambangan dengan metode tambang terbuka, penambangan bawah tanah harus
diperhatikan mengenai perihal ventilasi. Ventilasi disamping bertujuan untuk
mengalirkan udara yang mengandung komponen yang diperlukan untuk pernafasan

7. para pekerja, juga diperuntukkan sebagai pengaturan suhu. Pengaturan suhu diperlukan
agar dalam ruang penambangan diperoleh suhu yang masih nyaman untuk aktivitas
manusia. Sesuai dengan gradient geothermal, semakin dalam suatu lokasi
penambangan, suhu juga akan meningkat. Suhu yang tinggi kurang baik untuk
kelangsungan aktivitas penambangan. Bahkan, apabila suhu dalam ruang tersebut
terlalu tinggi, dimungkinkan dapat membahayakan keselamatan hidup pekerja.
Pengaturan suhu mutlak diperlukan dalam kegiatan penambangan bawah tanah. Dalam
pengaturan suhu ini, dibutuhkan parameter-parameter udara termal. Dari parameter
tersebut, dapat diprediksi mengenai suhu dalam area penambangan. Data-data
mengenai sehu tersebut akan dapat diketahui sejauh mana pengaturan suhu harus
dilakukan.
E. Kesimpulan
Meningkatnya kedalaman suatu lokasi pertambangan bawah tanah, akan diikuti dengan
kenaikan suhu dan bahaya dari suhu tinggi terus meningkat. Desain pengaturan suhu
sangat diperlukan agar kegiatan penambangan bisa berjalan dengan efektif dan aman.
Agar pengaturan suhu berjalan efektif, parameter suhu udara termal dibutuhkan untuk
keperluan desain pengaturan suhu.
F. Pustaka
Zhou Gang, et al. Prediction and Study of Air Thermal Parameters in Unexploited Mine
Region Based on Temperature Prediction Model in Whole Ventilation Network. Elsevier
Ltd; 2011