Ventilasi Tambang Bawah Tanah

Di bawah tanah dari suatu tambang batu bara, diasumsikan terjadi berbagai jenis kecelakaan yang sama sekali tidak terbayangkan pada industri lain, dan ternyata pada masa lalu di Jepang juga pernah banyak terjadi kecelakaan. Di antaranya yang paling mengerikan adalah ledakan gas dan debu batu bara. Sudah barang tentu, penyebabnya adalah keberadaan gas metan yang mencapai batas ledakan. Pada tambang bawah tanah, yang paling penting dari segi keselamatan adalah mengencerkan dan menyingkirkan gas metan yang timbul dari lapisan batu bara, dengan ventilasi. Oleh karena itu, perencanaan ventilasi merupakan masalah khas tambang batu bara bawah tanah yang perlu ditentukan paling hati-hati.
1. Tujuan Ventilasi Dan Pokok Pertimbangan Mengenai Ventilasi
1.1 Tujuan Ventilasi
(1) Mengencerkan dan menyingkirkan berbagai macam gas, terutama metan, yang muncul di dalam tambang bawah tanah.
(2) Menyediakan udara segar yang diperlukan untuk pernapasan pekerja.
(3) Menyediakan udara yang diperlukan untuk mengendalikan peningkatan temperatur tambang bawah tanah akibat panas bumi, panas oksidasi dan lain-lain.
Di antara tujuan di atas, sudah barang tentu menyediakan udara yang diperlukan untuk pernapasan pekerja adalah hal yang penting, namun pengaturan temperatur di dalam tambang bawah tanah juga hal yang penting dilihat dari segi pelaksanaan pekerjaan. Akan tetapi, dengan melakukan ventilasi yang cukup untuk menyingkirkan gas, tujuan tersebut biasanya dapat tercapai dengan sendirinya.
Oleh karena itu, perancangan ventilasi dan struktur tambang bawah tanah, serta manajemen pada waktu pengoperasian sebenarnya, harus dilakukan dengan meletakkan titik berat pada jaminan keselamatan, sambil mempertimbangkan rencana ekstraksi dan rencana pengangkutan di masa depan.
Ventilasi yang mencapai keseluruhan tambang bawah tanah disebut ventilasi utama, sedangkan ventilasi secara lokal di dalam tambang bawah tanah disebut ventilasi lokal.
Dalam rangka penentuan rencana ventilasi, sebaiknya mempertimbangkan persyaratan di bawah ini :
(a) Konstruksinya dibuat sedemikian rupa, agar ventilasi yang diperlukan untuk pengembangan tambang bawah tanah dapat dilakukan dengan paling ekonomis, dan konstruksinya dibuat memiliki kelonggaran (kelebihan) udara ventilasi secukupnya, untuk menghadapi perkembangan tambang bawah tanah di kemudian hari, serta peningkatan gas yang mungkin timbul.
(b) Struktur yang diinginkan untuk metode ventilasi adalah sistem diagonal pada ventilasi utama (penjelasannya akan diberikan kemudian). Sedangkan menyediakan sumuran tegak khusus untuk ventilasi tehadap penambangan bagian dalam, adalah tindakan yang rasional. Di tempat yang sulit dilakukan penggalian sumuran tegak (misalnya di tambang batu bara dasar laut), diharapkan memiliki sumuran miring khusus dengan penampang berbentuk lingkaran. Selain itu, konstruksinya dibuat sedemikian rupa agar tahanan ventilasi jalan udara (lorong ventilasi) utama menjadi sekecil mungkin, dan memungkinkan mengambil ventilasi cabang sebanyak mungkin dari lorong ini.
(c) Dalam melaksanakan pengembangan tambang bawah tanah dan penambangan, maka dilihat dari segi konstruksi tambang bawah tanah, adalah penting untuk membuat ventilasi permuka kerja ekstraksi batu bara dan penggalian lubang bukaan menjadi independen secara sempurna, dan ventilasi untuk zona yang luas diharapkan mempunyai sistem ventilasi, baik udara masuk maupun udara buang, yang terpisah dari daerah lain.
1.2 Penentuan Ventilasi Yang Diperlukan
Penentuan ventilasi yang diperlukan, harus dilakukan dengan mempertimbangkan hal-hal di atas. Berikut ini akan dijelaskan secara ringkas, hal-hal yang dapat menjadi referensi dalam perancangan yang konkrit.
(1) Jumlah udara masuk per ton produksi batu bara per hari
Dari prestasi di tambang batu bara Jepang, jumlah udara per ton produksi batu bara per hari adalah sekitar 1~8(m3/min). Angka ini akan berbeda menurut jumlah emisi gas, tingkat pemusatan permuka kerja dan jumlah aliran cabang, di mana pada tambang bawah tanah yang jumlah emisi gasnya banyak, angka ini umumnya di atas 4(m3/min). Dari contoh di lapangan batu bara Eropa dikatakan, bahwa tambang bawah tanah yang tidak ada masalah dari segi emisi gas dan kondisi atmosfir tambang bawah tanah, angka ini adalah 2(m3/min), tambang bawah tanah yang baru mulai konstruksi adalah 3(m3/min) dan tambang bawah tanah yang mempunyai masalah dari segi kondisi atmosfirnya adalah sekitar 4(m3/min).
Catatan : Menurut hasil penelitian yang memplotkan jumlah emisi metan dan kedalaman tambang rata-rata untuk tambang batu bara bawah tanah 8 negara penghasil utama batu bara, yaitu Amerika Serikat, Australia, Inggris, Jerman, Polandia, RRC, Cekoslovakia dan bekas Uni Soviet, maka
Y = 4,1 + 0,023X
Y : jumlah emisi metan (m3/t)
X : kedalaman ekstraksi rata-rata (m)
(2) Hal yang ditentukan di dalam peraturan keselamatan tambang batu bara Jepang
Peraturan keselamatan tambang batu bara Jepang mengatur mengenai udara tambang bawah tanah sebagai berikut :
& Kandungan oksigen pada udara di dalam tambang bawah tanah harus lebih besar dari 19% dan kandungan gas karbon dioksida harus lebih kecil dari 1%.
& Kandungan gas mudah nyala di dalam udara buang aliran cabang utama serta di lokasi kerja harus lebih kecil dari 1,5% dan di dalam aliran udara di tempat lalu lintas di dalam tambang bawah tanah harus lebih kecil dari 2%.
& Temperatur udara di lokasi kerja di dalam tambang bawah tanah harus lebih rendah dari 37°C.
& Jumlah udara ventilasi di portal udara masuk mengambil standar jumlah udara maksimum untuk pekerja tambang yang bekerja dalam waktu bersamaan di dalam tambang bawah tanah selama satu hari, dan untuk tambang batu bara kelas A harus dibuat lebih besar dari 3m3 per menit per orang.
& Kecepatan udara ventilasi harus lebih rendah dari 450 m/menit. Kecuali pada sumuran tegak dan lorong khusus untuk ventilasi boleh ditingkatkan sampai 600 m/menit.
Jadi, di Jepang, selama tidak ada alasan yang khusus, harus ditentukan jumlah udara ventilasi yang membuat kondisi di dalam tambang bawah tanah memenuhi persyaratan-persyaratan di atas tersebut.
1.3 Struktur Tambang Bawah Tanah Dilihat Dari Segi Ventilasi
1. 1.3.1 Sistem Terpusat Dan Sistem Diagonal
Pada waktu pembangunan tambang batu bara, 2 buah sumuran miring atau sumuran tegak digali saling berdekatan, misalnya sumuran miring utama dan sumuran miring paralel, lorong kemajuan utama dan lorong kemajuan paralel, sumuran tegak udara masuk dan sumuran tegak udara buang, di mana salah satunya dijadikan jalan udara masuk dan satunya lagi udara buang, dan hingga tambang bawah tanah berkembang mencapai tahap tertentu, ventilasi dilakukan melalui jalan udara masuk dan udara buang ini. Metode ventilasi di mana jalan udara masuk dan jalan udara buangnya saling berdekatan dinamakan ventilasi sistem terpusat.
Dengan berkembang dan meluasnya tambang bawah tanah, jalan udara menjadi semakin panjang, tekanan ventilasi yang diperlukan juga semakin besar, sehingga pada ventilasi sistem terpusat, tahanan ventilasinya membesar, dan selain itu, karena jalan udara masuk dan udara buang berdekatan, bersamaan dengan meningkatnya tekanan ventilasi, udara bocor semakin meningkat, hingga jumlah udara efektif berkurang. Oleh karena itu, biasanya di tempat yang terpisah jauh digali jalan udara buang baru, sedangkan lorong kemajuan utama dan lorong kemajuan paralel yang digunakan selama ini, keduanya dijadikan jalan udara masuk. Metode ventilasi yang jalan udara masuk dan udara buangnya terpisah jauh seperti ini disebut ventilasi sistem diagonal.
Keunggulan ventilasi sistem diagonal antara lain adalah :
(1) Perpanjangan jalan udara utama dapat dikurangi drastis. Jadi tahanan ventilasi dan biaya perawatan lorong dapat berkurang.
(2) Karena jalan udara masuk dan jalan udara buang tidak berdekatan, kebocoran udara di antaranya berkurang, dan pintu udara serta alur udara tidak perlu banyak.
(3) Seandainya terjadi kecelakaan seperti ledakan di dalam tambang bawah tanah, pemulihan sistem ventilasi mudah dilakukan.
(4) Karena portal udara masuk dan udara buang terpisah jauh, tidak ada kekhawatiran udara buang bercampur masuk ke dalam udara masuk akibat arah angin.
1. 1.3.2 Pembagian Aliran Udara
Aliran cabang utama pada ventilasi tambang bawah tanah, pecah menjadi beberapa aliran cabang, kemudian setiap aliran cabang terbagi lagi untuk menyapu permuka kerja dan menjadi udara buang. Lama-lama aliran cabang udara buang lain juga berkumpul dan bergabung dengan udara buang utama dan dibuang ke luar tambang bawah tanah. Berpecah dan mengalirnya aliran udara seperti ini disebut pembagian aliran udara atau pencabangan aliran udara.
Pembagian aliran udara mempunyai efek sebagai berikut :
(1) Tahanan ventilasi menjadi kecil karena pembagian, sehingga dengan memakai kipas angin yang sama dapat dilakukan ventilasi udara lebih banyak.
(2) Dapat mengantarkan udara segar ke setiap permuka kerja di setiap zona.
(3) Apabila di jalan udara terjadi kerusakan seperti ambrukan (caving), pengaruhnya dapat dibatasi pada satu zona saja.
(4) Pengaruh kecelakaan seperti kebakaran tambang bawah tanah, semburan gas, swabakar dan ledakan dapat dibatasi pada satu zona.
(5) Dapat mengurangi kecepatan udara di lorong arteri.
(6) Dapat mengantarkan udara bertemperatur relatif rendah hingga ke dekat permuka kerja.
Semua ini adalah efek utama dari pembagian aliran udara. Mengenai pembagian aliran udara ini, terutama ventilasi di permuka kerja ekstraksi, peraturan keselamatan tambang batu bara di Jepang mengatur sebagai berikut :
※ Pada tambang batu bara kelas A, udara buang dari lokasi ekstraksi batu bara sistem lorong panjang atau gob tidak boleh dilalukan ke lokasi ekstraksi lain. (Kecuali ada alasan khusus dan mendapat izin dari kepala bagian pengawasan keselamatan tambang, maka diperbolehkan)
Demikianlah, setiap permuka kerja ekstraksi di Jepang harus mempunyai ventilasi yang berdiri sendiri. Bukan saja di permuka kerja ekstraksi, tetapi di permuka kerja penggalian lubang bukaanpun diharapkan menerapkan ventilasi independen dengan mempertimbangkan gas yang muncul.
Metode pembagian aliran udara terdiri dari pembagian aliran alami dan pembagian aliran proporsional. Pembagian aliran alami adalah metode pembagian aliran secara alam tanpa menggunakan alat pembagi aliran ataupun kipas angin bantu. Sedangkan pembagian aliran proporsional adalah metode pengaturan jumlah udara ventilasi dengan menggunakan peralatan seperti tersebut. Tergantung dari tahapan pembagiannya, aliran cabang dapat dibagi menjadi aliran cabang primer, aliran cabang sekunder dan aliran cabang permuka kerja, seperti terlihat pada gambar di bawah.


Hal penting yang berikutnya adalah strukturnya harus dapat mencegah udara bocor untuk meningkatkan jumlah udara efektif. Masalah ini bukan saja untuk maksud menyingkirkan gas di lokasi kerja yang merupakan tujuan utama, tetapi dilihat dari segi pencegahan swabakar dan ekonomi daya ventilasi juga penting. Untuk mencapai tujuan tersebut, jaringan ventilasi utamanya menggunakan sistem diagonal (mengenai sistem ini akan dijelaskan kemudian) dengan menggali sumuran tegak ventilasi di bagian dalam, sementara sebagai cara efektif pada konstruksi panel digunakan sistem struktur ruang.
2. Ventilasi Utama
2.1 Jenis Ventilasi Utama
Ventilasi utama terdiri dari jenis-jenis berikut.
(1) Klasifikasi berdasarkan metode pembangkitan daya ventilasi
………….. ventilasi alam ventilasi mesin
(2) Klasifikasi berdasarkan tekanan ventilasi pada ventilasi mesin
………….. ventilasi tiup ventilasi isap
(3) Klasifikasi berdasarkan letak jalan udara masuk dan udara buang
………….. ventilasi terpusat ventilasi diagonal
2.2 Ventilasi Alam
Setiap kenaikan atau penurunan temperatur sebesar 1°C, sumua jenis gas akan memuai atau menyusut sebesar 1/273 kali volumenya pada 0°C. Dengan kata lain, berat per satuan volume akan bertambah atau berkurang sebesar 1/273 kali.
Temperatur di permukaan (di luar tambang bawah tanah) berubah secara drastis tergantung dari musim (terutama di negara 4 musim). Dalam satu hari, temperatur di luar tambang bawah tanah juga mengalami perubahan kecil dari siang ke malam. Tetapi, temperatur di dalam tambang bawah tanah pada ke dalaman tertentu hampir tidak ada perubahan yang besar sepanjang 4 musim, atau antara malam dan siang. Temperatur di dalam tambang bawah tanah yang panas buminya tidak tinggi, pada musim panas lebih rendah dari pada temperatur udara luar, dan pada musim dingin lebih tinggi dari pada temperatur udara luar. Sehingga, apabila terdapat perbedaan temperatur jalan udara masuk dan jalan udara buang yang ketinggian portal udara masuk dan udara keluarnya berbeda, akan timbul perbedaan kerapatan udara di dalam dan di luar tambang bawah tanah atau udara di jalan udara masuk dan jalan udara buang akibat temperatur, sehingga membangkitkan daya ventilasi. Penyebab yang dapat membangkitkan daya ventilasi adalah sebagai berikut :
a) Perbedaan tinggi portal udara masuk dan udara buang
b) Perbedaan temperatur jalan udara masuk dan jalan udara buang
c) Perbedaan temperatur di dalam dan di luar tambang bawah tanah
d) Komposisi udara di dalam tambang bawah tanah
e) Tekanan atmosfir

Menipisnya cadangan BBM di tanah air, tentu semua ini tugas yang sangat berat dimana pemerintah harus memikirkan dan mencari cadangan energi lain yang dapat menggantikan BBM.Dari data statistik pada tahun 2005 sebesar 9,1 miliar barrel. Dengan tingkat produksi 387 juta barrel per tahun, hanya cukup untuk memenuhi kebutuhan selama 23 tahun. Dengan semakin menipisnya cadangan minyak bumi tersebut, maka pemanfaatan dan pengembangan sumber daya energi alternatif menjadi sangat penting dalam upaya meningkatkan ketahanan energi nasional.Salah satu energi alternatif yang prospektif untuk dikembangkan ialah batubara.

Sumberdaya batubara Indonesia berjumlah 61,27 milyar ton (Direktorat Inventarisasi Mineral dan Batubara, 2005), dengan 10,37 milyar ton diantaranya berupa cadangan terukur (measured reserve) dan 5,37 milyar ton berupa cadangan yang dapat ditambang (mineable reserve). Sumberdaya dan cadangan batubara tersebut sebagian besar terletak di Sumatera dan Kalimantan, dan hanya kurang dari 1% yang tersebar di pulau-pulau besar Indonesia lainnya. Jumlah ini merupakan yang terbesar di wilayah Asia Tenggara, tetapi masih belum cukup berarti dibandingkan Cadangan Dunia (+ 0,39 %). Dengan demikian dari segi ketersediaan sumber daya batubara, tingginya kebutuhan batubara di masa mendatang tidaklah mengkhawatirkan.

Adanya kebijakan pemerintah pusat untuk mendukung Sumatera Selatan menjadi provinsi Lumbung Energi Nasional sebagai langkah desentralisasi kebijakan keenergian yang tepat dan menjadi awal bagi Pemerintah Provinsi untuk dapat segera merencanakan pengembangan sektor keenergian yang berbasis daerah sebagai bagian dari perencanaan energi nasional. Pengembangan sektor keenergian yang ada di Sumatera Selatan diharapkan dapat memberikan dampak ganda bagi pengembangan/pembangunan disektor lainnya. Ide awal untuk menjadikan Sumatera Selatan menjadi Provinsi Lumbung Energi Nasional itu berdasarkan fakta bahwa Sumatera Selatan memiliki cadangan Sumberdaya Alam Energi yang berlimpah namun pemanfaatannya belum optimal serta belum sepenuhnya dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat Sumatera Selatan.

Implementasi dari Program Sumatera Selatan sebagai Lumbung Energi Nasional tentu saja perlu melibatkan peran dari berbagai pihak, tak hanya dari Pemerintah Daerah tapi juga dari para praktisi dan akademisi. Politeknik Akamigas Palembang selaku Perguruan Tinggi Negeri di Sumatera Selatan merasa terpanggil untuk berperan serta secara aktif untuk mewujudkan Sumatera Selatan sebagai Lumbung Energi Nasional melalui lembaga pendidikan yang berperan mempesiapkan sumber daya manusia yang berkualitas. Hal ini diwujudkan dengan pembentukan Program Studi Teknik Pertambangan Batubara.

SOCIETY BIZ BADAN GEOLOGI KEMENTERIAN ESDM WAKTU BERKUNJUNG KE POLITEKNIK AKAMIGAS PALEMBANG

Kerjasama Poltek Akamigas Palembang dengan stakeholder untuk mempersiapkan tenaga ahli madya di bidang migas dan batubara yang memiliki kompetensi sesuai dengan kebutuhan dunia industri terus-menerus dijalin dan ditingkatkan. Hal tersebut tercermin dari kunjungan Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI ke Politeknik Akamigas Palembang pada hari jum’at 14 Mei 2010. Hadir dalam kunjungan tersebut Kepala Badan Geologi (Dr. Ir. Sukhyar) dan Kepala Pusat Survey Geologi (Dr. Ir. A. Djumarma Wirakusumah), beserta rombongan sebanyak 14 orang. Dari pihak Politeknik Akamigas Palembang, dihadiri oleh Penasehat Yayasan Karya Bangsa (Drs. Lanang Y Widodo), Ketua Yayasan Karya Bangsa (Ir. H. Abdul Rozak, MSc), Direktur Politeknik Akamigas Palembang (H. Muchtar Luthfie, SH, MM), para Pembantu Direktur, Kepala Program Studi beserta staff lainnya. Turut hadir dalam acara tersebut perwakilan mahasiswa Politeknik Akamigas Palembang yang tergabung dalam ORMAWA (Organisasi Kemahasiswaan). Dalam sambutannya, Direktur Politeknik Akamigas menyampaikan ucapan terima kasih atas kunjungan Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) RI, semoga kerjasama yang telah terbangun dapat terus ditingkatkan demi kemajuan pendidikan, khususnya dibidang migas dan batubara. Hal ini mengingat bahwa kedepan SDM yang berkompeten di bidang migas dan batubara sangat dibutuhkan dalam pemanfaatan potensi alam di Sumatera Selatan yang melimpah menuju Sumsel Lumbung Energi Nasional. Sambutan selanjutnya dari pihak Badan Geologi Kementerian ESDM RI, langsung disampaikan oleh Bpk. Dr. Ir. Sukhyar. Beliau menyampaikan bahwasanya tujuan kunjungan dari lembaga yang dipimpinnya adalah untuk menjalin silaturahmi dan memberikan bantuan atau hibah kumpulan batuan/mineral dan peta geologi untuk menunjang kegiatan praktikum di Politeknik Akamigas Palembang. Kemudian beliau juga menyampaikan bahwasanya peluang karier para lulusan dibidang pertambangan dan perminyakan sangat terbuka lebar. Beliau mencotohkan, penurunan produksi minyak mentah Indonesia yang saat ini berada dibawah 1 juta barel perhari, dikarenakan kendala kurangnya SDM untuk melakukan pencarian sumur minyak yang baru (eksplorasi), produksi migas saat ini masih mengandalkan sumur-sumur tua yang sudah tidak optimal lagi produksinya. Kemudian beliau juga mencontohkan potensi panas bumi di Indonesia yang belum dapat dikembangkan karena kekurangan SDM. Kemudian dalam kunjungan tersebut, Badan Geologi Kementerian ESDM RI, juga memberikan bantuan/hibah sampel batuan/mineral dan peta geologi. Penyerahan secara simbolis juga langsung diberikan oleh Kepala Badan Geologi dan didampingi oleh Kepala Pusat Survei Geologi. Dukungan yang telah diberikan oleh Badan Geologi diharapkan dapat dilakukan secara berkesinambangan, mengingat lembaga ini merupakan pusat informasi kegeologian yang ada di Indonesia yang sangat erat kaitannya dengan dunia pertambangan dan perminyakan. Diharapkan dengan dukungan dari para stakeholder, Politeknik Akamigas Palembang dapat menghasilkan lulusan yang berkualitas dan berkompeten dalam mendukung Sumatera Selatan sebagai Lumbung Energi Nasional.