Perpustakaan Digital ITB

Debu batubara respirabel merupakan salah satu bahaya utama pada penambangan batubara bawah tanah dengan metode longwall karena dapat terdispersi di sepanjang longwall face dan terakumulasi pada zona pernapasan pekerja. Penelitian ini bertujuan menganalisis pola distribusi debu batubara respirabel, mengevaluasi pengaruh kecepatan ventilasi terhadap konsentrasi debu, menentukan kondisi ventilasi optimum, serta mengestimasi penerapan water spray sebagai pengendalian tambahan. Pemodelan dilakukan menggunakan Komputasi Fluida Dinamis dan Discrete Phase Model (DPM) pada ANSYS Fluent 2025 R1 dengan model turbulensi Standard ???? ? ???? dan pendekatan one-way coupling. Simulasi dilakukan pada variasi kecepatan ventilasi 0,5–3,5 m/s dengan evaluasi konsentrasi pada bidang ???? = 1,5m sebagai representasi zona pernapasan. Hasil simulasi menunjukkan hubungan kecepatan ventilasi dan konsentrasi debu yang non-linear dan non-monoton. Konsentrasi rata-rata meningkat dari 13,82 mg/m³ pada 0,5 m/s menjadi 24,42 mg/m³ pada 1,0 m/s, kemudian menurun hingga 3,68 mg/m³ pada 2,5 m/s. Pada 3,0 m/s, konsentrasi meningkat menjadi 4,51 mg/m³ sebelum kembali menurun menjadi 2,00 mg/m³ pada 3,5 m/s. Rentang kecepatan 1,5–2,5 m/s ditentukan sebagai kondisi optimum berdasarkan kestabilan penurunan konsentrasi, dengan 2,5 m/s menghasilkan konsentrasi terendah dalam rentang tersebut. Estimasi penerapan water spray dengan faktor reduksi konservatif sebesar 68% menunjukkan penurunan konsentrasi debu pada seluruh variasi kecepatan ventilasi. Pada kondisi ventilasi optimum 2,5 m/s, konsentrasi debu menurun dari 3,68 mg/m³ menjadi 1,19 mg/m³, sedangkan konsentrasi terendah diperoleh pada kecepatan 3,5 m/s sebesar 0,65 mg/m³ sehingga telah memenuhi batas paparan NIOSH sebesar 1,0 mg/m³. Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi ventilasi perlu mempertimbangkan efek dilusi, entrainment, dan perubahan struktur aliran, sedangkan kombinasi optimasi ventilasi dan water spray berpotensi meningkatkan pengendalian debu respirabel pada zona pernapasan pekerja..