BAB IV PEMBAHASAN
4.1.
Aliran Udara Tambang Ciurug
Dari hasil pengukuran aliran udara bersih yang berasal dari 3 Intake yaitu MHL L.500, Portal L.600, dan RC 9 jumlah total suplai udara bersih yang masuk kedalam Tambang Ciurug sebesar 168 m3/s. Sedangkan udara yang keluar permukaan melalui RC 4, CURB 1, dan level 700 sebesar 160.8 m3/s (tabel 4.1) sehingga kebocoran udara pada sistem ventilasi adalah sebesar 4.29 %. Hal ini masih memenuhi standar karena batas banyaknya kebocoran udara untuk tambang bijih tidak melebihi 15 % (Hartman,1997) .
Tabel 4.1 Intake dan exhaust Tambang Ciurug Intake Tambang Ciurug Debit Intake % 3 (m /s)
Exhaust Tambang Ciurug Debit Exhaust % 3 (m /s)
MHL 515
35.2
20.95
RC 4
51.3
31.90
Portal 600
130.8
77.86
CURB 1
48.1
29.91
RC 9
2
1.19
L.700
61.4
38.19
Total
168
100
Total
160.8
100
Pada saat melakukan pengukuran kondisi udara luar saat itu memang hujan sehingga menunjukkan bahwa udara yang masuk sudah mempunyai kelembapan yang tinggi hal ini terlihat dari pengukuran beberapa tempat nilai kelembapannya sangat tinggi (Tabel 3.1). Jalur MHL 500 umumnya memiliki kondisi sangat basah akibat adanya aliran sungai Cikaniki diatasnya, sehingga mengakibatkan banyaknya air resapan masuk yang menyebabkan kelembapannya sangat tinggi (97.92%). Hal ini membuat udara menjadi sukar mengalir apalagi ditambah kondisi jalur udara yang berair juga menambah tingginya kelembapan seperti pada IV-1
jalur MHL 500. Kondisi jalur udara yang berair tesebut juga berdampak pada aliran udara pada sistem ventilasi. Temperatur yang tinggi akan menjadi masalah pada lingkungan kerja sehingga secara tidak langsung akan membuat kondisi pekerja menjadi kurang nyaman. Peningkatan temperatur dan kelembapan dapat dipengaruhi oleh adanya perpindahan panas dari peralatan yang ada di dalam tambang bawah tanah tersebut, diantaranya kompresor, alat bermesin diesel (LHD, Dozer, Jumbo drill, dll), auxiliary fan, ataupun adanya energi sisa dari peledakan dan lain sebagainya. Dari hasil pengamatan beberapa daerah masih menunjukkan nilai yang lebih tinggi dari batas yang diperbolehkan KepMen 555.K/26/M.PE/1995 Pasal 370 (14), temperatur udara dalam tambang sebesar180C-240C sedangkan kelembaban secara umum, juga melebihi ambang batas yang diperbolehkan (85%). (Lihat Tabel. 3.1).
4.2.
Kebutuhan Udara
Jumlah kebutuhan udara minimum di dalam Tambang Ciurug adalah sebanyak 162.84 m3/s(Tabel 3.2 dan 3.3) sedangkan suplai udara bersih dari hasil pengukuran adalah sekitar168 m3/s sehingga kebutuhan udara didalam tambang Ciurug sudah memenuhi standar udara minimum yang dibutuhkan. Untuk kebutuhan udara dari pada level 500 dan level 600 sudah memenuhi kebutuhan minimum hanya pada daerah blok utara level 600, kebutuhan udara yang tersedia mendekati dengan kebutuhan udara minimum. Udara yang mengalir ke blok selatan L.500 berasal dari Intake Portal L.600 melalui Raise RC-5 dan sebagian dari Ramp Up Selatan. Sedangkan pasokan udara untuk Blok Central dan Utara L. 600 berasal dari Intake MHL 500. Aliran udara yang mengalir pada daerah blok selatan level 500 aliran udara yang berasal dari MHl 500 kebanyakan mengalir keluar menuju RC 4 sehingga pasokan ke arah central tersebut dirasa masih kurang.
IV-2
4.3.
Main Fan Tambang Ciurug
4.3.1 Kurva Karakteristik Fan Dan Kurva Karakteristik Tambang Sistem ventilasi utama dalam Tambang Ciurug UBPE Ponkor saat ini didukung oleh 3 main fan yaitu Portal L.700 (GIA, AVH160.132.4.10/50Hz), RC-IV (GIA, AVH140.110.4.8/50Hz),
dan
CURB1
(Howden,
VAN1600-7,5/50-4-132).
Masing-masing fan menggunakan fixed blade axial fan.
a
b
c
Gambar 4.1 Main Fan Tambang Ciurug Pongkor a. Level 700 b.RC 4 c. CURB 1
Untuk mengetahui kondisi umum ventilasi, telah dilakukan pengukuran terhadap 3 fan utama di tambang Ciurug, yaitu fan CURB 1, fan level 700, dan fan RC IV (Gambar 3.1). Untuk mengetahui kinerja dari fan yang akan dipakai maka perlu dibuat kurva karakteristik dan efisiensi dari fan tersebut. Untuk mengevaluasi kondisi jaringan ventilasi, diperlukan perhitungan kurva
a
b
c
karakteristik tambang yang merupakan tahanan jalur udara dari intake menuju ke fan utama. Dengan membandingkan titik kerja fan dengan kurva karakteristik tambang, dapat dilakukan evaluasi kerja dari fan utama tersebut. •
Main Fan level 700 Pada pengukuran
fan utama level 700 (Gambar 3.1 a) mempunyai nilai
temperatur yang lebih tinggi daripada fan di RC 4 dan CURB 1, dikarenakan kondisi jalur yang dilalui oleh fan utama level 700 relatif bertemperatur tinggi IV-3
yaitu pada blok central dengan Td = 300C dan Tw 280C. Kondisi pada temperatur yang tinggi menjadikan kondisi yang tidak nyaman untuk bekerja. kondisi dari main fan Level 700 terletak pada jalur udara horizontal yang dahulu difungsikan sebagai intake (20 m dari portal). Pemasangan pagar pada mulut portal menyebabkan tambahan shock loss sehingga akan memperbesar tahanan yang ditanggung main fan .
Gambar 4.2 Kurva karakteristik main fan level 700 (Widiatmojo. A, 2007) •
Main Fan RC 4 Berdasarkan dari hasil pengukuran pada fan utama RC 4 (Gambar 4.1 b) mempunyai tekanan yang rendah dan nilai debit yang tinggi, sehingga diperkirakan fan ini bekerja pada jalur utama yang relatif kecil. Untuk itu pada fan RC 4 perlu dilakukan evaluasi terhadap kinerja dari fan karena kecilnya nilai tahanan dari jalur udara ke fan utama yang mungkin disebabkan karena distribusi udara yang kurang panjang.
IV-4
Gambar 4.3 Kurva karakteristik main fan RC 4 (Widiatmojo. A, 2007) •
Main Fan CURB 1 Berdasarkan pengukuran pada fan utama CURB 1 (Gambar 4.1 c), fan ini bekerja pada tekanan yang rendah dan mempunyai nilai debit yang tinggi sehingga tahanannya akan relatif kecil.
Gambar 4.4 Kurva karakteristik main fan CURB 1(Widiatmojo. A, 2007)
IV-5
4.3.2 Operating Point Fan Dari Gambar 4.5, 4.6, 4.7 merupakan grafik perpotongan antara karakteristik main fan dengan kurva karakteristik tambang pada model yang menunjukaan efisiensi pada main fan RC 4 (74%), CURB 1 (60%), dan pada level 700 paling tinggi (82%). Dari hasil tersebut didapatkan tingginya operating pressure dari main fan level 700 karena besarnya beban resistance yang harus ditanggung main fan ini, dengan operating pressure sebesar 1485.78 Pa, dibandingkan dengan main fan RC 4 sebesar 1048.3 Pa dan untuk CURB 1 sebesar 920.03 Pa.
Gambar 4.5 Operating Point Main fan RC-IV (Widiatmojo. A, 2007)
IV-6
Gambar 4.6 Operating Point Main fan CURB-1 (Widiatmojo. A, 2007)
Gambar 4.7 Operating Point Main fan Level 700 (Widiatmojo. A, 2007)
IV-7
4.4
Hubungan Bilangan Reynolds dan Koefisien Kekasaran Pada Tambang Ciurug
Untuk mengetahui jenis aliran udara yang berada pada Tambang Ciurug apakah alirannya turbulen ataupun laminar dapat digunakan bilangan Reynolds dengan persamaan 2.4 yaitu Re =
ρvd µ
Dari hasil yang didapat dapat diplot kedalam grafik Moody (1944) (Gambar 4.5) terlihat bahwa aliran dalam Tambang Ciurug adalah aliran turbulen (Re = 104107). Hubungan Bilangan Reynolds Dengan Koefisien Friksi
Coefficient of friction
0.05
0.04
1.99E+05 2.66E+06 6.51E+04 7.15E+05 2.65E+05 6.54E+04 9.07E+05
0.04
8.94E+05 8.08E+04
0.03
0.035 0.03 0.025 0.02 0.015
0.02
0.01 0.01 0 1.00E+03
Kekasaran relatif (e/d)
0.06
0.005
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
0 1.00E+08
Reynolds Number Laminer
Smooth pipe
Tambang ciurug
e/d
Gambar 4.8 Grafik hubungan bilangan Reynolds dengan koefisien friksi
Dari grafik Gambar 4.8 terlihat bahwa nilai kekasara relatif untuk Tambang Ciurug nilainya berkisar antara 0.02 sampai dengan 0.04. Dan mempunyai koefisien friksi antara 0.03 sampai 0.06. (Tabel 3.4).
IV-8
4.5
Analisis Model Ventilasi
4.5.1 Perbandingan Nilai Debit Udara (analisis 1) Perbandingan nilai debit udara antara model dan perhitungan dapat dilihat dalam Tabel 3.5. Dari Tabel 3.5, Secara keseluruhan maksimum error terjadi pada intake RC 9 sebesar 20 % dengan overall error 4.35 % dan exhaust terjadi pada Level 700 sebesar 3.82 % dengan overall error 0.09 %. Untuk di beberapa tempat error model masih melebihi error maksimum yang diizinkan (10% ). Error model yang besar terjadi pada daerah ramp up selatan, ramp connect, ramp up paralel, XC-9 (CURB 1), RC 3 dan CURB 1(500). Hal ini disebabkan karena pada daerah tersebut banyak menggunakan Blower Fan padahal dalam simulasi ini dengan mengansumsikan tanpa menggunakan blower fan sehingga hal ini akan mempengaruhi rute udara. Begitu juga pada intake RC 9 yang mempunyai error model sebesar 20 %. Tabel 4.2 Perbandingan intake exhaust model dengan pengukuran
Intake
Total Exhaust
Total
Pengukuran MHL 515 35.2 Portal 600 130.8 RC 9 2 168
Model MHL 515 32.9 Portal 600 126.2 RC 9 1.6 160.7
RC 4 CURB 1 Level 700
RC 4 CURB 1 Level 700
51.3 48.1 61.4 160.8
52.4 49.2 59.1 160.7
Error 6.53 3.52 20 4.35 2.1 2.24 3.82 0.09
4.5.2 Perbandingan Tekanan Udara Perbandingan antara tekanan udara dari hasil pengukuran dengan nilai dari hasil output model memiliki selisih perbedaan terendah -18.9 % dan tertinggi 99.6 % (Tabel 3.6).
Hal ini dimungkinkan karena nilai resistansi atau pun adanya
kesalahan pada saat pengambilan data.
IV-9
4.5.3 Perbandingan Resistansi (analisis 2) Perbandingan nilai resistansi pada model dengan pehitungan dapat dilihat dalam Tabel 3.7 ataupun dalam Grafik (lampiran D.2). Dari Tabel 3.7 terlihat bahwa nilai resistansi terdapat perbedaan yang cukup signifikan pada beberapa tempat yang nilainya melebihi dari ±10 %. Sesuai dengan persamaan resistansi (Pers.2.21)
R = k ( L + Leq )
per A3
Bahwa nilai resistansi pada model sangat dipengaruhi oleh nilai dari A3 sehingga dapat dimungkinkan bahwa pada model yang daerah-daerahnya mempunyai nilai perbedaan yang cukup tinggi bisa disebabkan karena memang daerah tersebut mempunyai daerah yang cukup luas. Sedangkan untuk mencari nilai resistansi pada pengukuran dipengaruhi oleh adanya tekanan ataupun velocity mungkin saja pada waktu pengambilan data terdapat suatu kesalahan. Nilai resistansi yang didapatkan dari pengukuran relatif berbeda dengan literatur (perbedaan -392-97.9 %) perbedaan tersebut diperkirakan oleh kondisi lapangan yang tidak direpresentasikan oleh literatur, namun demikian kemungkinan bisa terjadi kesalahan pengukuran untuk daerah yang memiliki tekanan atau kecepatan yang rendah. Dengan mengetahui nilai resistansi pada suatu jalur udara maka dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk mengatasi adanya kekurangan aliran udara didalam tambang tersebut. Apabila nilai resistansi yang terlalu besar maka dapat mengakibatkan debit udara menjadi berkurang.
Untuk mengatasi hal tersebut, maka resistansi dapat dikurangi dengan : •
Mengurangi faktor-faktor penyebab adanya resistansi
•
Menambah jumlah jalur udara
•
Meningkatkan jumlah kuantitas udara IV-10
4.5.4 Perbandingan Debit Model 1 dan model 2 (analisisis 3) Perbandingan nilai debit udara antara model 1(input resistansi berdasarkan pada literatur) dan Model 2
(nilai resistansi berdasarkan pada pengukuran) dapat
dilihat dalam Tabel 3.8. Dari tabel 3.8, disimpulkan bahwa pada beberapa tempat masih terjadi error model melebihi error maksimum yang diizinkan (10% ). Error model yang besar terjadi pada daerah ramp up paralel, ramp up selatan , access tim-tim, pada daerah RC 7 dan intake RC 9. Perbandingan model 1 dengan model 2 untup tiap jalur terjadi perbedaan yang cukup signifikan Tetapi secara keseluruhan perbedaan antara model satu dan model dua untuk intake overall error sebesar 0.06 % dan exhaust overall error sebesar 0.56 % masih dibawah 10 % .
4.5.5 Nilai Friction Factor Hasil Pengukuran (Analisis 4) Nilai frition dari hasil pengukuran pada tambang Ciurug UBPE Pongkor (Tabel 3.9) mempuyai nilai antara 0.01-0.9 kg/m3 tetapi nilai tersebut hanya mewakili untuk daerah-daerah yag lurus.
IV-11
