PENIRISAN (DRAINASE) DALAM PENGGALIAN
BATUBARA
Masri Ririn
DIREKTORAT JENDERAL PERTAMBANGAN UMUM
PUSLITBANG TEKNOLOGI MINERAL
BANDUNG
1999
KATA PENGANTAR
Didalam
mulut tambang (pit) terjadi rembesan air keluar dari bawah tanah dan juga
resapan atau aliran air permukaan masuk dan kalau hal ini dibiarkan, maka
umumnya menyebabkan gangguan terhadap pekerjaan, terutama kalau ada rembesan
keluar atau aliran masuk yang banyak, maka sebagian atau seluruh mulut tambang
(pit) bisa tengelam di dalam air. Untuk itu, perlu dilakukan penirisan
(drainase) tambang.
Masalah
penirisan (drainase) di dalam mulut tambang (pit) bawah tanah dapat dibagi
menjadi 3 (tiga), yaitu pencegahan air, pemgumpulan air dan pengangkatan
(pemompaan) air.
Tulisan
ini mencoba menjelaskan masalah- masalah penirisan (drainase) tambang tersebut
di atas dan mengambil contoh beberapa peraturan keamanan tambang batubara di
Jepang.
Mudah-mudahan,
tulisan ini dapat menambah wawasan kita dan dapat juga dimanfaatkan pada tambang-tambang
batubara di Indonesia.
Bandung,
November 1999
Penulis
1.
Penirisan (drainase) Dalam Penggalian
1.1.
Maksud Penirisan (drainase)
Di dalam mulut tambang (pit) terjadi rembesan air keluar
dari bawah tanah dan banyak kasus terjadi juga resapan atau aliran air
permukaan masuk dan kalau hal ini dibiarkan, maka umumnya menyebabkan ganguan
terhadap pekerjaan, terutama kalau ada rembesan keluar atau aliran masuk yang
banyak, maka sebagian atau seluruh mulut tambang (pit) bisa tenggelam di dalam air.
Jadi
langkah pertama dari penirisan (drainase) mulut tambang (pit) adalah
memperjelas sumber atau air asal-usul air di dalam mulut tambang (pit). Usaha
seperti ini dinamakan pencegahan air didalam mulut tambang (pit) bawah tanah.
Air
yang sudah muncul di dalam mulut tambang (pit) harus dibuang keluar mulut
tambang (pit), dimana air yang berada di atas level mulut tambang (pit) segera
dialirkan keluar mulut tambang (pit) melalui saluran air yang sesuai,
sedangakan air yang berada pada level yang sama atau lebih rendah dari mulut
tambang (pit) disalurkan ke penampung air/sumuran (shaft) yang dibuat di tempat
yang pantas, kemudian dari situ di keluarkan ke luar mulut tambang (pit) dengan
mengangkatnya (memompa) sampai ketinggian yang diperlukan dengan mengguanakan
pompa. Pada kasus yang belakang, tahap pertama merupakan pengumpulan air dan
tahap kedua merupakan pengangkatan (pemompaan) air. Seperti dijelaskan diatas,
masalah penirisan (drainase) di dalam mulut tambang (pit) bawah tanah dapat
ditinjau dengan membaginya menjadi 2 bagian, yaitu pencegahan air, pengumpulan
air dan pengangkata (pemompaan) air.
Untuk
yang pertama, yaitu pencegahan air, pertma harus diperjelas keadaan keberadaan
air bawah tanah yang merupakan sumber air bagi rembesan air di dalam mulut
tambang (pit) serta diperjelas tahapan hingga air tersebut merembes keluar dan
penyebab peresapan dan aliran masuk ke pertmukaan ke dalam mulut tambang (pit),
kemudian berdasarkannya diambil tindakan yang sesuai. Untuk yang kedua, yaitu
pengumpulan air bersama-sama dengan yang ketiga, yaitu pengangkatan (pemompaan
air), mempuyai kaitan dengan sistem pengembangan mulut tambang (pit) bawah
tanah. Untuk yang ketiga, yaitu pengangkatan (pemompaan) air adalah pekerjaan
yang dilakukan dengan pompa dan pipa, sehingga merupakan pekerjaan yang banyak
berhubungan dengan bidang mesin dan listrik.
Pada
umumnya banyak terjadi rembesan air keluar di dalam mulut tambang (pit) bawah
tanah, sehingga pekerjaan penirisan (drainase) menjadi beban yang besar bagi
produksi. Apabila banyak rembesan air keluar di dalam mulut tambang (pit),
fasilitas penirisan (drainase) juga menjadi besar dan diperlukan biaya yang
besar untuk investasi dan pemeliharannya. Terutama, tambang yang ada bahaya
kemasukan air permukaan dari mulut tambang (pit) karena banjir atau mulut
tambang (pit) lama yang ada air tampungan, atau tambang yang batubara yang
melakukan pekerjaan di bawah dasar laut, selau terdapat bahaya tenggelammya
mulut tambang(pit) oleh semburan air sehingga porsi peranan penirisan (drainase)
pada pekerjaan mulut tambang (pit) bawah tanah sangatlah penting.
2.
Air Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
2.1.
Sumber Air Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
Sebagian
dari hujan yang turun di permukaan tanah, meresap ke bawah tanah dan menjadi air
bawah tanah yang mengalir menembus di dalam lapisan tanah. Jadi, tambang yang
menambang sumber bahan baku bawah tanah tidak dapat berfikir mengenai pekerjaan
dengan memisahkan air bawah tanah ini. Yang umumnya kita sebut sebagai air di
dalam mulut tambang )pit) itu, sebagian besar adalah bawah tanah ini dan apbila
di sekitar kontruksi mulut tambang (pit0 ada lapisan yang mengandung air, maka
air di dalam mulut tambang (pit) menjadi banyak dan apabila dikelilingi oleh
batuan yang bersifat tidak tembus air (impermeable),
maka rembesan keluar air sedikit.
2.2.
Air Rembesan dan Air Sembur
Cara keluarnya air didalam
mulut tambang (pit), pada dasarnya dapat dibagi menjadi rembesan air dan
semburan air.
Air
bawah tanah disangga oleh batuan bersifat tidak tembus air (impermeable), atau
tertampung di dalam batuan yang ada ruang kosong (porositas) seperti
batugamping (limestone). Batuan yang
menjadi batuan induk pada endapan logam dalam berbagai kasus banyak yang tidak
tembus air, tetapi air dapat merembes keluar melalui rekahan/celahan (crack), batas lapisan atau tempat yang
relatif lunak dan lemah atau pada lapisan batubara adalah melalui lapisan yang
mudah dilewati air seperti batupasir
(sandstone) di bagian atas. Inilah yang dinamakan rembesan air, dimana
rembesan air ini tidak mudah berhenti dan jumlah airnya juga tidak berubah
drastis.
Lain
dengan rembesan air, apabila air yang tertampung didalam ruang kosong di dalam
batuan atau patahan atau lapisan aliran air ditembus, maka air akan mengalir
keluar secara mendadak dan sering membawa kecelakaan besar yang dikenal sebagai
kecelakaan semburan air. Jumlah air yang menyembur keluar selalu makin lama makin berkurang dengan berlalunya waktu.
Perta,bahan air didalam mulut tambang (pit) yang tidak normal dan bersifat sementara
seperti ini disebut semburan air dan penanganannya dibedakan rembesan air.
Pada
dasarnya, air rembes dan air sembur tidak berbeda, tetapi sebagai hasilnya
semburan air dapat menimbulkan kecelakaan besar di dalam mulut tambang (pit)
dan dapat mengundang dan mendatangkan kerugian jiwa manusia dan terbuangnya
bahan baku atau kerugian waktu dan biaya yang amat besar untuk pemulihannya.
2.3.
Sifat Air Di Dalam Mulut
Tambang (pit) Dan Pencegahan Pulusi Tambang
Air
bawah tanah yang disaring oleh lapisan batuan bersifat menampung air yang
banyak lubangnya, umumnya dikatakan air murni secara kimia organik, tetapi
kenyataanya didalamnya terlarut berbagai macam bahan. Diantara bahan tidak
murni (impurity) yang terkandung di
dalam air bawah tanah yang paling umum dan dari segi penirisan (drainase)
merugikan adalah tanah lumpur, jenis asam dan jenis garam.
Yang
paling umum di tambang logam adalah garam asam sulfat dan yang paling umum di
tambang batubara dasar laut adalah garam dapur, yang mana keduanya korosif
terhadap besi, sehingga terutama untuk menejemen perawatan mesin dan fasilitas
sepert pompa dan pipa perlu diperhatikan.
Selain
itu, air di dalam mulut tambang (pit) ada yang mengandung banyak zat beracun
seperti ion logam dan belerang. Terhadap hal ini, agar tidak merugikan
kesehatan manusia karena air tersebut di buang kedaerah air untuk penggunaan
umum atau merugikan lingkungan hidup sudah menjadi ketentuan umum untuk diambil
tindakan yang diperlukan berdasarkan undang-undang pencegahan pencemaran
kualitas air serta instruksi menteri yang menetapkan standard pengaturan untuk
mencegah polusi tambang, diantaranya termasuk standard buangan dan konsentrasi
ion hidogen serta kewajiban untuk mengukur kualitas air dan lain-lain.
Yang
dimaksud dengan konsentasi ion hidogen disini secara umum dinamakan pH, ddimana
pH 0 sampai bersifat asam, 7 netral, 7 sampai 14 bersifat alkalis (basa),
dimana pH air yang dibuang ke daerah perairan untuk penggunaan umum dibatasi di
atas 5,8 dan di bawah 8,6 dan pH air yang di buang ke perairan laut di batasi
di atas 5,0 dan dibawah 9,0. Oleh karena itu, apabila melampui pembatasan ini,
pH harus diatur dengan zat penetral. Pada umumnya sebagai zat penetral
digunakan batugamping(limestone),
soda kaustik dan laion-lain sebagai bahan basa serta asam sulfat, klor, ozon
dan lain-lain sebagai bahan asam. Air di dalam mulut tambang (pit) tambang
batubara banyak yang netral atau asam lemah, sedangkan p[ada tambang logam,
umumnya bersifat asamnya kuat, dimana banyak yang mengandung ion logam, seperti
tembaga, seng, timah dan besi serta ada yang banyak mengandung garam asam
sulfat.
3.
Metode Pencegahab Air Di Dalam Mulut Tambang (pit) Bawah
Tanah
3.1.
Pemboran Pendahulu
Pengeboran pendahulu sangat diperlukan pada saat bertemu
dengan semburan dan rembesan air dan pada saat mendekati daerah dengan geologi
yang tidak jelas atau bekas mulut tambang (pit) lama dan paling efektif untuk
eksplorasi mulut tambang (pit) lama, patahan, lapisan mengandung air dan
lain-lain.
Dengan
melaksanakannya, maka :
a.
Dapat menemukan
patahan.
b.
Dapat mengetahui
perubahan lapisan tanah.
c.
Dapat menemukan
mulut tambang (pit) lama dan lapisan aliran air.
d.
Dapat melakukan
pengeluaran/penirisan (drainase) dan injeksi semen.
Untuk
daerah dengan geologi yang tidak jelas dan mulut tambang (pit) lama, maka
ditetapkan untuk melaksanakan pengeboran pendahulu lebih dari 40 meter, tetapi
dari segi pembelaan diri dapat diharapkan sikap untuk melakukan pengeboran
pendahulu dengan inisiatif sendiri. Sebagai masalah nyata, apabila mendekati
lapisan yang mengandung air atau mulut tambang (pit) lama diperlukan paling
tidak dua buah pengeboran menyusuri garis perpanjangan terowongan (lubang
bukaan). Apalagi, disekitar patahan, selain itu harus ditambah juga pengeboran
ke arah atas dan ke arah bawah terorowongan (lubang bukaan).
Tidak
jarang kasus yang mengandung kecelakaan karena mengandalkan data masa lalu
seperti gambar pengukuran dan terlalu memanfaatkannya. Menangani masalah
berdasarkan data terbaru adalah benar dari dulu hingga sekarang dimanapun juga
dan untuk tujuan ini pengebran pendahulu adalah metode yang paling tepat.
Tidak
hanya terbatas pada pengecekan posisi, tetapi jangan dilupakan juga untuk
mengamati dan memeriksa perubahan kadar kekeruhan, rasa, temperatur, warna dan
lain-lain dari air lumpur dan air bersih yang keluar dari lubang bor, untuk
dijadikan bahan pertimbangan.
3.2.
Injeksi Semen
Selama penggalian terowongan (lubang bukaan), pada waktu
melewati lapisan yang mengandung air atau patahan yang ada kemungkinan bahaya
penyemburan air, maka dikendalikan dengan injeksi semen.
Pada
pekerjaan injeksi, lubang bor mengarah ke celah (retakan) yang dituju, kemudian
pipa injeksi dimasukkan kedalamnya dan campuran semen (cement milk) ditekan masuk oleh pompa tekanan tinggi dengan tekana
sekitar 100 atmosfir, tetapi memperkirakan efektifitas injeksi sangatlah sulit,
karena kondisi geologi senarnya berbeda-beda.
Terutama
pada daerah remuk pada lapisan batupasir (sandstone), setelah semen yang
diinjeksi mengeras juga dapat terjadi kebocoran oleh hujan dan banyak kasus
dimana diperlukan injeksi yang mencapai puluhan kali hanya untuk melakukan
penggalian yang tidak seberapa. Namun, apabila kondisi penghentian (penahanan)
air seperti posisi lubang injeksi, kekentalan (konsentrasi) campuran semen (cement milk) dan waktu pengerasannya
kebetulan pas dengan kondisi setempat, maka metode ini sangatlah efektif.
3.3.
Dam pencegah Air
Prinsip dasar dari tindakan waktu terjadi semburan air di
dalam mulut tambang (pit) adalah melakukan tindakan pencegahan air untuk menahan
pembesaran lubang air sekecil mungkin. Untuk itu, sering kali dibuat dam
diterowongan (lubang bukaan).
Bentuk
dan jenis dam ada bermacam-macam, dimana diantaranya ada dinamakan Dam Kayu sebagai metode yang mudah dan
efektif terhadap lapisan lunak dan lemah. Pada dam ini, maka kayu dengan
diamater bagian kecil 15 cm dan panjang 1,8 m dijejerkan sejajar dengan
terowongan (lubang bukaan) dan disela batuan dan kayu diisi pakis atau jerami,
kemudian menancapkan lagging untuk
memudahkan tumpukan (chock) kayu itu sendiri. Kekuatan terhadap tekanan pada
satu set tumpukan kayu dikatakan seberat 2,4 kg/cm2. Kemudian
sebagai dam permanen ada dam beton, dimana ketebalan yang diperlukannya berubah
menurut lebar terowongan (lubang bukaan) dan tekana air. Pada Gambar 1 dan
gambar 2 ditunjukan diagram hitungan ketebalan dam.
Hal-hal
yang perlu dilakukan dalam kontruksi dam adalah :
a.
Pada waktu
pembuatan dam, sedapat mungkin dipilih tempat yang landasannya baik.
b.
Melakukan
penggalian pondasi dengan sempurna.
c.
Bagian belakang dam
dilakukan chock atau packing yang cocok untuk mencegah batuan
runtuh.
d.
Pipa penirisan
(drainase) dimasukkan di bagian bawah dam, dan pipa kecil untuk pengukuran
tekana air atau untuk mengeluarkan udara, dimasukkan dibagian atas dam dan
dipasangi gate valve.
e.
Pada pekerjaan
sekitar atap, adonan morter yang kental dimasukkan sempurna.
f.
Jangan memberi
tekana air sampai beton mengeras sempurna.
3.4.
Pengeluaran Air Pada Mulut Tambang (pit) Lama
Apabila
akan menambang dengan mendekati mulut tambang (pit) lama, maka untuk mencegah
semburan air yang tidak terduga, perlu mengetahui posisi dan situasi mulut
tambang (pit) lama setepat mungkin didalam peraturan keamanan ditetapkan
hal-hal sebagai berikut:
a.
Pada waktu
mendekati mulut tambang (pit) lama, harus dilakukan pengeboran pendahulu dari
posisi lebih dari 50 meter dari mulut tambang (pit) lama untuk meneliti kondisi
geologi dan bersamaan dengan itu harus memeriksa keadaan air tertampung serta
ada tidaknya penimbunan gas mudah terbakar dan lain-lain. Tujuannya untuk memehami
situasi yang tepat.
b.
Pada waktu
melakukan pengeboran pendahulu, penggalian terowongan (lubang bukaan) tidak
boleh mendekati kurang dari 5 m dari dasar lubang bor. Tujuannya adalah untuk
mencegah kecelakaan dinding pelindung (cover rock).
c.
Pada waktu banyak
kemungkinan bahaya semburan air berjumlah besar, selain melakukan tindakan
pengeboran pendahulu, harus membuat dam pencegah air dan fasilitas pencegah air
yang lain. Tujuannya adalah untuk mencegah perluasan pengaruh kecelakaan
tersebut, dimana semuanya harus dilakukan dengan pasti.
Sebagai
metode pengeluaran air pada mulut tamabang (pit) lama, ,maka metode pengeluaran
air dengan lubang panjang melalui pengeboran adalah metode pengeluaran air
dengan lubang panjang melalui pengeboran adalah metode penirisan (drainase)
yang paling aman, dimana jumlah air juga dapat ditetapkan sembarang tergantung
dari jumlah pengeboran dan besarnya lubang bor.
1.
mengenai penyebab
semburan air didalam mulut tanbang (pit) dapat dibayangkan hal dibawah ini,
bersama metode pencegahan yang umum.
a.
Penyebab
-
semburan air dari lapisan mengandung
air
-
semburan air dari patahan dan daerah
remuk
-
semburan air dari ruang kosong di dalam
batuan
-
semburan dari air yang tertampung di
dalam mulut tambang (pit) lama
-
matinya, fungsinya penirisan (drainase)
akibat kerusakan fasilitas penirisan (drainase) dan mati listrik
b.
Metode Pencegahan
-
pengeboran pengeluaran air, grout, dam pencegah air, penempatan
pompa pembantu dan sumber listrik cadangan
2.
Mengenai Semburan
Air (Rembesan Air Abnormal)
a.
Pengeboran
pendahulu adalah salah satu metode yang efktif untuk memperkirakan penyemburan
air.
b.
Selain patahan dan
lapisan mengandung air, maka air tertampung dalam mulut tambang (pit) lama juga
sering menjadi penyebab penyemburan air.
c.
Apabila diameter
pipa penirisan (drainase) = d, laju aliran (jumlah) air = Q dan kecepatan
rata-rata di dalam pipa = v, maka terdapat hubungan :
3.
Mengenai Air Di
Dalam Mulut Tambang (pit)
a.
Jumlah air
rembesan di dalam mulut tambang (pit) mempuyai hubungan yang erat dengan jumlah
hujan yang turun.
b.
Pada prencanaan
penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah, selain pengangkatan
(pemompaan air), perencanaan pengumpulan
air dan pencegahan air juga penting.
c.
Rembesan air
(semburan air) yang jumlahnya berkurang drastis seiring dengan berlalunya
waktu, umumnya banyak yang merupakan gejala yang mendadak.
4.
Metode Penirisan (Drainase)
4.1.
Penirisan (Drainase) Dengan Saluran Penirisan (Drainase)
Pada
mulut tambang (pit) yang membuka mulut tambang (pit) dengan membuat terowongan
(lubang bukaan) yang lebih tinggi dari terowongan (lubang bukaan) tersebut,
maka air rembesan dapat dikumpulkan di terowongan (lubang bukaan) ini dapat
dialirkan keluar mulaut tambang (pit). Pada tambang logam, banyak tambang yang
beroperasi di daerah yang lebih tinggi dari terowongan (lubang bukaan) tembus
tersebut, sehingga di tambang tersebut umumnya digunakan metode penirisan
(drainase) ini.
Pada
metode ini, sama sekali tidak diperlukan fasilitas mesin dan juga tenaga
penggerak serta pekerjaanya juga mudah. Walaupun mulut tambang (pit) berkembang
di bawah ketinggian tanah tersebut dan sebatas diizinkan oleh topografinya,
maka penirisan (drainase) dilakukan dengan menggali terowongan (lubang bukaan)
khusus untuk penirisan (drainase). Terowongan (lubang bukaan) khusus ini
umumnya mempuyai menjadi panjang dan besar serta diperlukan biaya penggalian
yang besar, namun karena biaya penirisan (drainase) berkurang, maka tambang
logam dimanfaat secara luas. Terowongan (lubang bukaan) semacam ini dterowongan
(lubang bukaan) penirisan (drainase).
Apabila
jumlah air rembes sedikit, tetapi di buat terowongan/lubang bukaan penirisan
(drainase khusus), tetapi di buat saluran (selokan) samping di terowongan
(lubang bukaan) pengangkutan utama dan [penirisan (drainase) dilakukan oleh
aliran secara alami dengan membuat kemiringan pada jalur air. Dari sudut
panadang pengaliran dan pengangkutan air, biasanya kemiringan tersebut dibuat
miring 1/200 – 1/300 tanpa membedakan apakah itu tambang logam atau tambang
batubara.
Kemudian
, apabila kecepatan aliran terlalu lambant, maka serbuk debu, tanah dan pasir
akan mengendap, yang menyebabkan jalur air menjadi mengecil, sehingga harus
dipertahankan kecepatan aliran minimal lebih dari 7,2 m/menit untuk
mengeliminasi pengendapan tersebut.
Perhitungan
kapasitas saluran penirisan (drainase) dinyatakan dengan luas aliran (m2)
x kecepatan aliran (m/detik), dimana pada perhitungan kecepatan aliran sering
digunakan rumus Kutta.
V = R.S
Dimana :
V = kecepatan rata-rata (m/detik)
C = koefisien kecepatan aliran
R = kedalaman jalur (m)
S = kemiringan permukaan air (tan …… sudut kemiringan).
Yang
dimaksud dengan kedalaman jalur pada suatu penampang yang tegal lurus aliran
air adalah luas penampang aliran dibagi dengan panjang keseluruhan dinding
jalur air yang bersentuhan dengan air, misal pada gambar 3 adalah :
Koefisien kecepatan aliran ditentukan oleh kedalaman jalur
dan jenis saluran penirisan (drainase) yang mana contohnya ditunjukkan pada
tabel I dibawah ini.
GAMBAR 3. Kedalaman Jalur
Tabel I
Nilai Koefisien Kecepatan Aliran
Kedalaman Jalur
|
Saluran Beton
|
Saluran Batuan Apa Adanya
|
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
|
36
42
44
47
50
|
30
34
36
37
39
|
4.2.
Penirisan (drainase) Dengan Pompa
Kenyataanya, penirisan (drainase) air yang dilakukan hanya
dengan metode aliran turun alami seperti dijelaskan pada pasal sebelumnya
sangat jarang, hampir pada semua tambang, rembesan air yang timbul seiring
dengan penambangan di bawah level, dibuang denga mengangkat (memompa) air oleh
tenaga penggerak. Pompa adalah alat untuk meksud tertentu.
4.2.1. Pemilihan Pompa
Berbagai macam pompa untuk penirisan (drainase) mulut
tambang (pit) bawah tanah yang digunakan, yang mana konstruksi, penggerarak
yang digunakan dan kapasitasnya tergantung dari tempat dan tujuan penggunanan,
tetapi pokoknya yang penting adalah menggunakan pompa yang paling sesuai dengan
kapasitas fasilitas dan situasi di dalam
mulut tambang (pit). Karakter dan kemapuan pompa berdasarkan jenisnya adalah
seperti Tabel II di bawah ini.
Tabel II
Karakter dan Kemampuan Pomapa
Jenis
|
Kemapuan
|
Penggerak
|
Penggunaan
|
Penanganan
|
Worthington
Pump
|
Kapasitas
kecil, head sedang
|
Udara
Kompresi
|
Penggalian
|
Sulit
|
Turbin
Pump
|
Kapasitas
besar
Head
besar
|
Listrik
|
Pompa
Tetap
|
Mudah
|
Volute
Pump
|
Kapasitas
besar
Head
kecil
|
listrik
|
Polapa
Tetap
|
Mudah
|
Air
Pump
|
Kapasitas
kecil
Head
kecil
|
Udara
Kompresi
|
Penggalia
|
Sulit
|
Jet
Pump
|
Kapasitas
kecil
Head
kecil
|
Air
bertekanan
|
Penggalian
|
Mudah
|
Dewasa ini sebagai pompa penirisan (drainase) di tambang
yang umum digunakan adalah pompa sentrifugal, terutama digunakan multi stage turbin pump dan multi stage volute pump untuk pemompaan
head tinggi. Sebagai pompa lokal ada kalanya digunakan pomap bolak-balik kecil (small size recripocating pump).
Dalam pemilihan pompa, harus dilakukan pertimbangan dengan
membandingkan efesiensi, kemapuan, bentuk, pemeliharaan, sulit mudahnya
penanganan, kondisi penggunaan yang berbeda menurut jenis pompa, dimana kalau
kita bandingkan pompa sentrifugal dan pompa bolak-balik, maka :
a. Konstruksi pompa sentrifugal lebih sederhana, bentuknya kecil
karena melakukan operasi kecepatan tinggi dan harganya murah
b. Ruang tempat pemasangan pompa sentrifugal cukup kecil dan
pekerjaan fondasinya sederhana sehingga biaya fasilitasnya tidak sampai
setengah dari biaya fasilitas pompa bolak-balik.
c. Pada pompa bolak-balik, katup masuk dan katup keluar merupakan
elemen yang penting dari segi operasi, sedangkan pada pompa sentrifugalkatup
seperti ini tidak diperlukan, sehingga kerusakan karena katup jenis ini pasti
tidak ada.
d. Pengaturan jumlah air keluar pada pompa bolak-baliktidak ada
cara lainselain merubah kecepatan, sedangakan pada pompa sentrifugal walaupun
kecepatannya konstan, pengaturan jumlah air keluar dapat dilakukan secara mudah
dan aman dengan mengatur bukaan katup pembatas.
e. Pada pompa sentrifugal tidak diperlukan ruang udara karena
pengeluaran air kontinu. Sedangkan pada pompa bolak-balik, pengiriman air
terputus setiap melakukan satu langkah, oleh karena itu untuk tujuanmencegah
kekurangan ini dimanfaatkan ruang udara, tetapi tidak sempurna, sehingga aliran
keluar dari pompa bergerak seperti berdenyut dan mudah menimbulkan bahaya efek
impak air.
f. Selama operasi, pada pompa bolak-balik banyak bagian yang
memerlukan minyak pelumas, dan dengan sendirinya banyak kesempatan air tercemar
karena minyak pelumas masuk bercampur kedalam air. Sementara, bagian utama
langsung mengalami friksi pada pompa sentrifugal adalah bearing dan poros (as) dan sedikit sekali bagian yang perlu
diperhatikan selama operasi, sehingga dapat menghemat biaya manusia dan biaya
minyak pelumas.
Pada umunya, pompa mengisap masuk air di dalam penampung
air seperti terlihat pada Gambar4 dan mengangkatnya sampai keketinggian tujuan,
dimana pipa air untuk untuk menghisap di sebut pipa isap (suction pipe) dan pipa air untuk
mengangkat disebut pipa pengiriman (delivery
pipe).
4.2.2.
Kapasitas Penirisan (drainase)
Berbeda dengan pabrik produksi lain, pada tambang sulit
diperkirakan jumlah air buangan pada tahap awal pembuangan. Selain itu,
ketinggian pengangkatan (head) juga pada awalnya tidak jelas, berapa banyak air
buangan antara musim hujan dan musim kering sangat berbeda.
GAMBAR 4. Pompa Isap
Apa bila menghadapi kesulitan seperti ini, dimana harus
ditetapkan kapasitas pompa penirisan (drainase) dan jumlah pompa sert lokasi
pemasangannya, maka untuk memutuskannya tidak ada jalan lain selain mengacu
kepada penyelidikan (survey) geologi serta penyilidikan (survey) kondisi
penirisan (drainase) tambang batubara dan tambang lain yang serupa yang saat
ini sedang beroperasi.
Secara ideal, apabila misalnya kapasitas fasiolitas dibuat
empat kali jumlah air yang dikeluarkan pada waktu normal, dimana pompa yang
dipasang mempuyai kapasitas yang sama, maka dalam hal ini satu unit digunakan
untuk operasi normal dan sisa tiga unit sebagai cadangan yang dapat digunakan
setiap saat, tetapi diharapkan tetapi diharapkan melalui penggunaan seluruh
fasilitas pompa, paling tidak kemampunnya mencapai 1,3 – 1,5 kali jumlah
semburan air maksimum yang diperkirakan. Selain itu, jalur distribusi listrik sampai
ke lokasi perubah tegangan di luar mulut tambang (pit), diharapkan
masing-masing di buat lebih dari dua jalur untuk bersiap menghadapi kemungkinan
mati listrik yang tidak terduga pada salah satu jalur.
4.2.3.
Sumuran (shalft) Pada Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
Tujuan dari sumuran (shalft) adalah memasukkan pipa isap
pompa dan tempat mengendapkan tanah lumpur yang bercampur di dalam air mulut
tambang (pit) serta melakukan penyelelarasan yang pantas antara jumlah air yang
dikumpulkan ke dalam sumuran (shalft) dan jumlah air yang dikeluarkan pompa.
Hal pokok yang harus dipertimbangkan pada waktu menentukan
posisi dan kapasitas sumuran (shelft) adalah sebgai berikut :
a. Untuk memperpendek dan mengurangi belokan (lengkungan) pipa
isap, sedapat mungkin mendekat ke dudukan pompa.
b. Tidak menghalangi kemajuan penggalian (memindahka) berkali-kali
berarti tidak ekonomis.
c. Dibuat di tempat yang memudahkan pengumpulan air di dalam mulut
tambang (pit) dan berada di dalam lapisan batuan yang kokoh untuk mencegah air
bocor.
d. Hubungannya dengan jumlah air buang pompa biasa (reguler) serta
ada tidaknya pompa cadangan dan jumlahnya.
e. Perubahan jumlah air rembesan di dalam mulut tambang (pit)
(menurut cuaca cerah-hujan dan musim).
f. Kelonggaran (toleransi) terhadap saat pemompaan air terhenti,
misalnya oleh mati listrik dan kerusakan fasilitas.
g. Untuk mengantisipasi berkurangnya kapasitas efektif sumuran
(shaft) yang disebabkan oleh pengendapan tanah lumpur yang tercampur di dalam
mulut tambang (pit), ditempatkan pompa tanah lumpur dan menjaga kapasitas
efektif sumuran (shaft).
Demukianlah pokok perhatian untuk sumuran (shaft) dan yang
penting adalah menentukan sumuran (shaft) dengan kapasitas yang diperlukan dan
lagi terkecil. Apabila keadaannya memungkinkan, walaupun dalam kasus pompa biasa
dan cadangan keduanya tersedia juga, sumuran (shaft) diharapkan mempuyai volume
yang cukup untuk menampung jumlah air rembesan selama 12 – 24 jam.
4.2.4.
Pemipaan
Berbeda dengan bagian mesin, pipa itu sederhana sehingga
sering diabaikan. Tetapi, karena ada juga masalah air bocor dan korosi,
terutama penempatannya perlu dilakukan dengan hati-hati.
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan pada pemipaan antara
lain adalah :
a. memasang pipa isap dengan tidak membebani selruh bobot pipa
kepada bagian sambungnya dengan pompa.
b. Bagian yang datar pada pipa isap di buat miring naik sedikit
mengarah ke pompa agar tidak terjadi air pocket.
c. Penyambungannya dikerjakan dengan baik agar dipastikan tidaj
mengisap masuk udara melalui bagiam sambungan pipa isap.
d. Bagian datar pipa pengiriman (delivery pipe) juga sebaiknya
ditempatkan dengan miring sedikit ke atas mengrah ke arah pengiriman.
e. Dalam kasus apapun, pemipaan direncanakan agar sedapat mungkin
mengurangi katup, pipa cabang dan bagian belok.
Pipa air yang digunakan sebagi pipa distribusi, maka
umumnya digunakan pipa baja. Dibandingkan dengan pipa dari besi cor, maka pipa
baja lebih mudah korosi oleh asam dan garam, namun karena mempuyai keuntungan
seperti kekuatan mekanik yang tinggi dan mudah ditangani karena ringan dan
sambungannya cukup sedikit saja karena dapat diperoleh pipa yang panjang
sehingga pipa baja yang digunakan secara luas.
Apabila tekanan tidak terlalu tinggi, yaitu di bawah 10
atmosfir, digunakan pipa gas dan tekanan yang lebih dari itu, digunakan pipa
baja tanpa sambungan. Apabila dilakukan pemompaan air dengan volume tertentu
dengan menggunakan pipa berdiameter kecil, maka ada pipa air yang tahanan
friksi di dalam pipanya besar, sehingga kerugian energinya menjadi lebih besar
dan biaya penggeraknya bertambah.
Berlawanan dengannya, apabila digunakan pipa dengan
diameter besar, maka biaya biaya penggeraknya berkurang, tetapi biaya fasilitas
pemipaan membengkak. Oleh karena itu, untuk memperoleh ukuran pipa air yang
paling sesuai harus dipilih yang paling ekonomis dengan mempertimbangkan biaya
penggerak, biaya fasilitas pemipaan, lamanya waktu operasi dan lain-lain. Akan
tetapi, kenyataannya sulit untuk menentukan masing-masing pipa berdsarkan
perhitungan. Unuk itu, sebagai standar patokan, biasanya dilakukan perhitungan
diameter pipa dengan merencanakan agar kecepatan aliran rata-rata di dalam pipa
menjadi 1 – 3 meter per detik. Antara diameter pipa dan laju aliran air
terdapat hubungan sebagai berikut :
Dimana :
d = diameter
bagian dalam pipa (m).
v =
kecepatan aliran per menit (m/menit)
Q = laju
aliran per menit (m3/menit)
Umumnya pada pipa air pompa sentrifugal tidak ada
perubahan kecepatan aliran, sehingga jika dibandingkan dengan pipa air pomapa
bolak-balik, dapat digunakan pipa yang diameternya relatif kecil.
Pada tambang yang jumlah air yang dipompanya banyak atau
pada tambang dengan kuallitas air yang sangat korosif terhadap pipa air, maka
untuk mencegah korosi dilakukan berbagai tindakan pencegahan korosi, seperti
menggunakan pipa air yang permukaan dalamnya atau kedua permukaannya dilapisi
lining karet (rubber linning).
4.2.5.
Manajemen Pemiliharaan Pompa
a.
Pompa harus diinstalasi
datar. Di dalam mulut tambang (pit0 ada kemungkinan gerakan landasan, sehingga
instalasi perlu dibuat agar dapat di setel oleh bahan yang ditetapkan oleh
pondasi.
b.
Sedapat mungkin pompa
diinstalasi agar tinggi pengisapannya (suction
head) menjadi rendah.
c.
Posisi mulut iasap dipilih
yang tepat agar tidak mengisap masuk udara karena terjadi pusaran air d
imulut isap.
d.
Minyak pelumas dituangkan secukupnya
pada setiap tempat.
e.
Memeriksa arah puar poros
pompa, apakah sama dengan arah yang ditunjuk oleh tanda panah.
f.
Sebelumnya, kondisi putaran
diperiksa dengan tangan.
g.
Menutup katup pemisah pada
sisi pengiriman.
h.
Apabila sistem pengisian
air pompa memakai katup foot,
pertama-tama membuka semua cook pengeluaran udara dan menuangkan air dari
corong bagian atas dan setelah dipenuhi cukup air hingga air yang keluar dari
cook tidak mengandung gelembung udara, cook ditutup kembali dan dilakukan
pengoperasian sebenarnya.
i.
Motor dijalankan dan
setelah mencapai keadaan putaran normal, katup pemisah pada sisi pengiriman
dibuka secara perlahan-lahan.
j.
Pada pompa berputaran
tinggi dan multi stage turbin pump, tidak
boleh melakukan operasi kosong tanpa dipenuhi air.
k.
Mengusahakan agar debu
tidak masuk ke bearing dan perhatikan
temperatur dan kondisi pasok (suplai) minyak pelumas bearing dan minyak pelumas diganti dengan yang baru lebih dari 2
kali per bulan.
l.
Penahan packing dikencangkan ringan agar selalu ada sedikit air yang
mengalir keluar. Pompa yang melakukan penutupan air dengan menuangkan air k
bagian ini, harus hati-hati agar tidak mentup jalur lewat air.
m.
Masuknya udara ke dalam
pompa, tengah (centre) poros yang
tidak tepat, jumlah putaran yang tidak normal, tersangkutnya benda asing pada
sudut dan lain-lain dapat menjadi penyebab kerusakan yang akan tampak dalam
bentuk terjadinya getaran, beban lebih atau berkurangnya jumlah air yang
dipompa. Getaran dapat memperpendek umur poros dan karena tidak sempurnanya
pelumasan dapat menjadi penyebab kerusakan terbakar.
n.
Pengukur tekanan dan
pengukur vakum setiap diperlakukan harus di buka dan di baca.
o.
Melakukan pemeriksaan
bagian dalam pompa cadangan dan melakukan anti karat, ganti catat serta
penggantian minyak pelumas dan harus dilakukan tindakan pencegahan kelembaban
yang sempurna pada motor listrik. Pada musim dingin harus hati-hati terhadap
pembekuan air sisa.
A.
mengenai Penirisan (Drainase)
1. Untuk penirisan (drainase) air di dalam mulut tambang (pit)
sering digunakan pompa sentrifugal.
2. Kebanyakan kecelakaan penyemburan air terjadi pada waktu
permukaan kerja mengenai patahan atau lapisan penampung air.
3. Dalam banyak kasus, air rembesan di dalam mulut tambang (pit) di
keluarkan setelah dikumpulkan di terowongan (lubang bukaan) penirisan drainase.
B.
Mengenai Pompa
1. Diantara pompa sentrifugal, pompa turbin mempuyai sudut putar
dan sudut pengarah di bagian dalam pompa dan melakukan pengangkatan
(pempompaan) dengan prinsip melempar keluar air
ke arah radial oleh gaya sentrifugal putaran sudut.
2. Volute pump yang tidak
mempuyai sudut pengarah, akhir ini banyak digunakan karena konstuksi yang
sederhana. Pompa pasir (sand pump)
yang digunakan untuk mengirim air lumpur dan slurry termasuk salah satu jenisnya.
5. Pengukuran Jumlah Air
Pada waktu berfikir mengenai masalah yang berhubungan
dengan air, maka yang paling adalah melakukan pengukuran jumlah air secra
cepat.
Ada berbagai macam metode pengukuran, diantaranya adalah
metode tanki untuk pengukuran jumlah aliran dengan metode penahan merupakan
yang paling mudah dan relatif tepat untuk penggunaan di tambang.
5.1.
Metode Dengan Tangki Pengukuran
Pada metode ini biasanya digunakan drum minyak, dimana air
di tampung dan diukur sampai penuh, atau berapa drum yang dipenuhi dalam selang
waktu tertentu.
Metode ini dapat mengukur dengan tepat apabila jumlah
aliran airnya sedikit. Tetapi, pada metode ini pengukuran hanya dapat dilakukan
secara terputus-putus, dimana kalau diperlukan pengawasan kontinue terhadap
laju aliran air, maka lebih mudah pengukuran laju aliran dengan penahan.
5.2.
Pengukuran Laju Aliran Dengan Penahan
Air yang hendak diukur (lihat gambar 5), melewati pipa dan
mengalir masuk kedalam saluran A yang dipasang datar sempurna. Setelah
permukaan air stabil dengan melewati jalan logam yang dipasang didalam air, air
jatuh dari penahan B.
Dalam kasus ini, ketinggian dari dasar penahan B sampai
permukaan atas menjadi patokan laju air, dimana laju aliran dapat dihitung dari
masing-masing rumus yang berbeda menurut bentuk potongan penahan (seti tiga
atau segi empat). Pada gambar 5 dapat dilihat untuk pengukuran laju aliran.
Q = K.h 5/2 (penahan segi
tiga)
Q = K. bh3/2(penahan segi
empat)
Dimana :
Q = laju
aliran ( m3/detik)
h =
kedalaman air pada penahan (m)
b = lebar
penahan (m)
Dimana K adalah lkoefisien laju aliran yang berubah
menurut lebar jalur air, lebar penahan dan kedalaman air, dimana nilainya
menjadi, K = 1,44 pada penahan segi tiga dan K = 1,80 pada penahan segi empat.
5.3.
Orifice dan yang lain
Ada venturi meter yang mencari laju aliran berdasarkan
perbedaan tekana di depan dan belakang orifice yang mempersempit jalur pipa
untuk mengukur laju aliran air dalam pipa, seperti terlihat pada gambar 6.
Selain itu, telah dikembangkan metode pengukuran laju
aliran dari luar pipa yang memanfaatkan gelombang ultrasonik dan mulai
dipraktekkan.
6. Fasilitas Penisiran
(drainase)
6.1.
Ketentuan Keamanan
Mengenai keamanan yang berhubungan dengan fasilitas
penirisan (drainase), seperti pokok yang tertulis di bawah ini, rinciannya
harus ditetapkan oleh ketentuan keamanan.
a. Hal-hal yang berhubungan dengan pemeriksaan rutin pompa
penirisan (drainase) mulut tambang bawah tanah
b. Hal-hal yang berhubungan dengan manejemen pompa penisiran
(drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah.
c. Hal-hal yang berhubungan dengan manajemen pipa penisiran
(drainase) dan jalur penisiran (drainase).
d. Hal-hal yang berhubungan dengan manejemen penampung air mulut
tambang (pit) bawah tanah.
e. Hal-hal yang berhubungan dengan pengukuran jumlah air penirisan
(drainase).
6.2.
Perihal Perlengkapan
Pada waktu membuat fasilitas penirisan (drainase), harus
sesuai dengan ketentuan tiap butir dibawah ini.
a. harus memberikan toleransi yang sesuai atas jumlah air pada
kemampuan penirisan (drainase).
b. Harus melengkapi pompa penirisan (drainase) utama didalam mulut
tambang (pit) dengan pompa perisan (drainase) cadangan.
c. Harus melengkapi pengukuran tekana pada tempat yang tepat disisi
keluar dari pompa penirisan (drainase) utama.
d. Apabila diperlukan dari segi keamanan pada tempat yang tepat di
sisi luar turbin untuk penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah,
dipasang katup penghenti aliran balik.
e. Untuk mengantisipasi terjadinya mati listrik, kerusakan
fasilitas dan lain-lain kapasitas penampung air di dalam mulut tambang 9pit0 di
buat mempuyai toleransi yang sesuai.
7. Pemeriksaan dan Manajemen
Yang Berhubungan Dengan Fasilitas Penirisan/Drainase (Diambil Dari Ketentuan
Keamanan – Ikhesema Coal Mine)
7.1.
Mengenai Pemeriksaan Rutin Pompa Penirisan (Drainase) Mulut Tambang
(pit) Bawah Tanah.
1. Waktu, tempat dan metode pemeriksaan rutin.
Untuk memompa penirisan
(drainase) yang menggunakan penggerak berdaya lebih dari 50 kW yang dipasang di
dalam mulu tambang 9pit0, petugas keamanan mesin harus melaksanakan pemeriksaan
rutin setiap butir berikut ini.
a. Bed Level……………………….. lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
b. Center pompa dan motor……… lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
c. Pump bearing…………………... lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
d. Sambuang pipa………………… lebih dari 1 kali setiap 4 bulan
e. Katup……………………………. lebih dari 1 kali setiap 6 bulan
f. Minyak pelumas motor pompa... leboh dari 1 kali setiap 6 bulan
2. Hasil pemerisaan Rutin
a.
Hasil di atas di catat dan
melaporkan ada tidaknya kelainan kepada wakil manajer teknik keaman untuk
mendapatkan petunjuknya.
7.2.
Mengenai Manajemen Pompa Penirisan (drainase) Mulut Tambang (pit) Bawah
Tanah
1.
Pemilihan penanggung jawab
manajemen, pemeriksaan dan pemeliharaan reguler dan catatan harian operasi
a.
Wakil manajemen teknik
keamanan harus memilih penanggung jawab manajemen untuk mengelola pompa
penirisan (drainase) mulut tambang (pit) bawah tanah.
b.
Setiap inspeksi keliling,
penanggung jawab manajemen memeriksa dan memelihara pompa penirisan (drainase)
mulut tambang (pit) bawah tanah dan
apabila terdapat kelainan, mengambil tindakan yang tepat dan segera melaporkan
kepada wakil manajer teknik keamanan untuk mendapatkan petunjuk.
c.
Operator harus mencatat
waktu pengoperasian mesin serta ada tidaknya kelainan, pada catatan harian
operasi yang ditetapkan
7.3.
Mengenai Manajemen Pipa Penirisan (Drainase) Dan Jalur Penirisan
(Drainase)
1. Pemilihan penangung jawab manajemen
a. wakil manajer teknik keamanan harus memilih penangung jawab
manajemen untuk mengelola pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan
(drainase).
2. Waktu dan Metode pemeriksaan rutin pipa dan jalur penirisan (drainase)
Penanggung jawab manajemen harus melakukan pemeriksan ada
tidaknya kelainan pada pipa penirisan (drainase) dan jalur penirisan (drainase)
mengenai butir-butir berikut :
a. Pipa penirisan (drainase)
·
Tingkat korosi pipa serta
bahan
penyangga pipa
drainase……………… lebih dari 1 kali
per minggu
·
Baik tidaknya bagian
sambungan
Pipa dan kondisi penyanggaan
pipa penirisan (drainase)……………… lebih dari 1 kali per minggu
·
Kondisi penempelan kotoran
air (deki). lebih dari 1 kali per
minggu
b. Jalur penirisan (drainase)
·
Penjagaan dan kondisi
aliran air
jalur penirisan
(drainase)…………….. lebih dari 1
kali per minggu
c. Hasil di atas di catat dan melaporkan ada tidaknya kelainan
kepada wakil manajer teknik keamanan untuk mendapat petunjuknya
3. Pemeriksaan reguler pipa penirisan dan jalur penirisan
(drainase)
Selain pemeriksaan rutin pada
pasal diatas, penanggung jawab manajemen memeriksa pipa penirisan (drainase)
dan jalur penirisan (drainase) setiap inspeksi keliling dab apabila di ketahui
adanya kelainan, mengambil tindakan yang tepat dan segera melaporkan kepada
wakil manajernya teknik untuk mendapatkan petunjuknya.
4. Waktu dan metode pembersihan
Apabila ada bahaya gangguan
terhadap penirisan (drainase) pada pipa penirisan (drainase) dan jalur
penirisan (drainase), penanggung jawab manejemen harus segera mengambil
tindakan yang tepat.
7.4.
Mengenai Manajemen Penampung Air Mulut Tambang (pit) Bawah Tanah
a.
Waktu dan metode
pembersihan
Pembersihan penampung air mulut
tambang (pit) bawah tanah harus dilakukan dengan menyesuaikan terhadap situasi
setempat dan harus dipelihara agar tidak terjadi gangguan terhadap penirisan
(drainase).
b.
Pemeriksaan dan
pemeliharaan
Penamggung jawab manajemen
melaksanakan pemeriksaan rutin 1 kali setiap bulan dan harus memeliharanya agar
tidakl terjadi gangguan terhadap penirisan (drainase).
7.5.
Mengenai Pengukuran Jumlah Air Penirisan (Drainase)
a.
Tempat pengukuran
Harus membuat tempat pengukuran
jumlah air penirisan (drainase) di mulut tambang (pit).
b.
Waktu dan Metode pengukuran
Jumlah air penirisan (drainase)
harus diukur setiap hari dengan alat pengukur aliran di mulut tambang (pit).
c.
Pencatatan pengukuran
Hasil pengukuran jumlah air
penirisan (drainase) harus dicatat dan disimpan
ini die , blog yang ane tunggu- tunggu
BalasHapusthanks you mas ^_^
BalasHapusijin sedot mas
BalasHapusijin sedot mas
BalasHapus