Perpustakaan Digital ITB

Salah satu ancaman keamanan pekerja dan operasional yang menjadi perhatian khusus dalam penambangan batubara bawah tanah adalah potensi terjadinya ledakan. Ledakan dapat terjadi ketika bahan bakar dan oksigen terdispersi dalam ruangan terkungkung disertai oleh sumber energi panas. Pada gas metana, rentang konsentrasi di mana gas metana dapat meledak terjadi ketika konsentrasi metana tercampur dalam udara berada pada rentang 5 hingga 15 persen. Dengan demikian, ledakan akibat gas metana dapat terjadi pada tambang bawah tanah. Bahaya ledakan gas metana pada tambang batubara bawah tanah dapat diperparah ketika terdapat bahan bakar lainnya yang lebih padat energi seperti debu batubara yang terdispersi. Untuk menjadi dasar perancangan sistem pencegahan ledakan tambang bawah tanah, diperlukan penelitian mengenai karakteristik ledakan, salah satunya gas metana. Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan mengenai ledakan gas metana yang dilakukan menggunakan computational fluid dynamics dengan model k-epsilon pada ANSYS Fluent. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan tekanan ledak maksimum Pex, laju kenaikan tekanan ledak maksimum (dP/dt)ex, dan indeks ledakan KG campuran gas metana pada konsentrasi gas metana dan oksigen bervariasi dalam ruang ledak berbentuk bola 20 liter; menentukan pengaruh konsentrasi gas metana dan oksigen yang bervariasi terhadap tekanan ledak; dan menentukan kombinasi konsentrasi gas metana dan oksigen dalam udara yang memiliki potensi ledak paling berbahaya pada pembakaran sempurna. Pemilihan geometri berbentuk bola 20 liter adalah untuk mendekati bentuk ruang ledak fisik Siwek 20-L Chamber. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, nilai Pex penelitian didapat bervariasi antara 4,00 bar hingga 6,73 bar, (dP/dt)ex bervariasi antara 58,77 bar/s hingga 141,85 bar/s, dan indeks ledak KG bervariasi antara 16 hingga 39. Penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi gas metana, dengan adanya oksigen cukup untuk pembakaran sempurna, berkorelasi positif terhadap tekanan ledak dan kenaikan tekanan ledak terhadap waktu sehingga ledakan lebih kuat. Penelitian juga memberikan hasil konsisten dengan penelitian sebelumnya dengan menyatakan bahwa konsentrasi campuran metana dalam udara paling berbahaya pada pembakaran sempurna terletak pada konsentrasi gas metana sebesar sekitar 9,5% volume.