Perpustakaan Digital ITB

Eksploitasi batubara pada kedalaman yang semakin besar mendorong dominasi metode penambangan longwall bawah tanah, yang membentuk area goaf berupa media berpori dengan porositas dan permeabilitas tinggi sebagai jalur utama migrasi gas metana menuju area kerja. Dilema operasional muncul karena kecepatan ventilasi yang rendah memicu akumulasi metana eksplosif, sedangkan kecepatan yang tinggi meningkatkan kebocoran udara ke goaf dan risiko oksidasi spontan batubara sisa. Meskipun pemodelan Computational Fluid Dynamics (CFD) telah banyak diterapkan untuk memahami distribusi metana pada tambang longwall, kajian mengenai pengaruh emisi adjacent seam terhadap sebaran gas pada fractured zone pada goaf masih terbatas. Penelitian ini menganalisis pengaruh emisi adjacent seam dan variasi kecepatan udara ventilasi terhadap distribusi metana serta luasan zona bahaya dengan metana >1%volume di area goaf. Model fisik skala laboratorium berupa terowongan akrilik dengan media goaf batupasir dengan porositas 0,37 dan diameter fragmentasi rata-rata 0,044 m digunakan sebagai acuan validasi bagi simulasi CFD berbasis ANSYS Fluent 2026 R1 dengan pendekatan porous media Darcy–Forchheimer, mencakup 16 skenario kombinasi laju injeksi metana (200–800 cc/menit) dan kapasitas kipas (40–100%). Validasi menunjukkan kesesuaian antara simulasi dan data laboratorium, dengan galat relatif 6,03–17,90% dan Mass Conservation Error maksimum 0,14%. Laju emisi adjacent seam terbukti memberikan pengaruh dominan terhadap luas area zona bahaya, dengan kenaikan rata-rata 42% pada area goaf dan face untuk setiap penambahan laju injeksi 200 cc/menit, sedangkan peningkatan kecepatan fan hanya menurunkan luas zona bahaya rata-rata 11% untuk setiap kenaikan 20% kapasitas kipas. Penurunan laju injeksi dari 800 menjadi 400 cc/menit mengeliminasi hampir seluruh intrusi gas eksplosif ke area kerja aktif, sementara intrusi terdalam ke face tercatat sejauh 13,0 cm pada kondisi emisi maksimum dan kipas minimum. Penelitian ini menegaskan bahwa mitigasi berbasis pengendalian sumber emisi, seperti pre-drainage adjacent seam, jauh lebih efektif dibandingkan optimasi kecepatan ventilasi semata, sekaligus menghasilkan skema klasifikasi zona bahaya bertingkat sebagai dasar sistem peringatan dini pada operasi tambang longwall.