Perpustakaan Digital ITB

Ledakan gas metana merupakan salah satu penyebab kematian terbesar pada tambang batubara bawah tanah. Ledakan gas metana terjadi di beberapa tambang batubara bawah tanah diantaranya adalah tambang Upper Big Branch, Amerika Serikat pada tahun 2010, tambang Ulyanovskaya, Russia pada tahun 2007, dan tambang Sago, Amerika Serikat pada tahun 2006. Hal ini dapat terjadi karena gas metana yang terlepas dari batubara mencapai rentang konsentrasi yang memungkinkan menyebabkan ledakan. Secara teoritis dan empirik, gas metana dapat meledak ketika konsentrasi gas metana tercampur dalam udara pada rentang 5 hingga 15 persen. Penelitian ini bertujuan untuk memahami karakteristik ledakan gas metana pada terowongan bawah tanah dengan variasi konsentrasi gas metana 6% yang mewakili kondisi batas bawah ledakan gas metana, 9,5% yang mewakili kondisi stokiometri, dan 12% yang mewakili kondisi batas atas ledakan gas metana dan membandingkan hasil penelitian ini terhadap penelitian sebelumnya dengan volume berbeda dan kondisi keterkungkungan yang berbeda, yaitu penelitian sebelumnya yang menggunakan ruang ledak bola 20 L tertutup dan ruang ledak terowongan tertutup 77,9 L. Hasil penelitian yang dibandingkan adalah pada kondisi konsentrasi gas metana 9,5%. Penelitian dilakukan menggunakan pemodelan numerik computational fluid dynamics dengan perangkat lunak ANSYS Fluent Academic Version R3 2019. Geometri ruang ledak pada penelitian ini menggunakan model terowongan dengan panjang 40 m dan penampang terowongan 4 x 3 m yang bertujuan untuk memodelkan proses ledakan gas metana dengan kondisi yang menyerupai keadaan sebenarnya di terowongan bawah tanah. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, ledakan gas metana menghasilkan tekanan ledak maksimum yang bervariasi antara 473.877 Pa, 678.271 Pa, dan 664.054 Pa (konsentrasi 6%, 9,5%, dan 12%) dan temperatur maksimum yang bervariasi antara 1.438 °C, 2.086 °C, dan 2.025 °C (konsentrasi 6%, 9,5%, dan 12%). Tekanan ledak dan temperatur maksimum tertinggi didapatkan pada konsentrasi gas metana 9,5%. Sementara itu, perbandingan model terbuka pada penelitian ini dengan model tertutup pada penelitian yang dilakukan oleh Agustinus (2020) dan Peramesti (2020) menunjukan bahwa efek ukuran ruang ledak tidak berpengaruh secara signifikan terhadap tekanan ledak maksimum dan temperatur maksimum yang didapat. Sementara itu kondisi keterkungkungan berpengaruh pada perilaku tekanan ledak maksimum dan temperatur maksimum setelah terjadinya ledakan yaitu tekanan ledak dan temperatur cenderung konstan pada model tertutup. Penelitian ini juga diharapkan dapat meningkatkan kesadaran dan kewaspadaan terhadap ledakan gas metana di tambang bawah tanah.