Befridita K3LSI Tambang bawah tanah

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.
Untuk menjaga kestabilan terowongan diperlukan pula penyangga-penyangga

terowongan. Berbagai metode penyanggaan (ground support) telah dikembangkan.

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)



Keseragaman, Altrasi, Oksigen, Erosi (Zona dan batas)





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


Penurunan permukaan tanah (Subsidence)



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.

Udara diperlukan tidak hanya untuk bernafas tetapi juga untuk membubarkan
kontaminasi kimia dan fisika (gas, debu, panas, dan kelembaban). Di seluruh dunia, praktik

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).

Dalam membahas pengaturan ventilasi tambang yang bersifat mekanis perlu juga dipahami
masalah yang berhubungan dengan kemungkinan adanya aliran udara akibat ventilasi alami,
yaitu antara aliran udara sebagai akibat perbedaan temperatur yang timbul secara alami.

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
Sistem ini akan memberikan hembusan udara yang berkebalikan dengan
sistem forcing, yaitu bertekanan negatif ke front kerja. Tekanan negatif yang dimaksud disini

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
luas permukaan saluran tersebut, yang dinyatakan dengan rumus :

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.
Gas asphyxiant adalah gas yang mengusir atau mengurangi konsentrasi normal O2
dari udara. Paparan terhadap udara dengan kandungan O2 rendah akan mengakibatkan
kematian karena asphyxiation (suffocation/tercekik). Karena gas asphyxiant bersifat Inert dan
tak Berbau, kehadiran mereka tidak akan diketahui hingga efek kenaikan tingkat CO2 dalam
darah terjadi.

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
http://stenlyroy.blogspot.com/p/tambang-bawah-tanah-mengacu-pada-metode.html