Kebakaran dan Ledakan Tambang Batubara Bawah Tanah

Secara umum kebakaran dapat terjadi bila dipenuhi tiga unsur pemicu kebakaran itu, yakni adanya api, oksigen dan bahan bakar (triangle fire). Sedangkan ledakan dapat terjadi jika ada 5 syarat yang terpenuhi, yakni ada panas (heat), bahan bakar (fuel), udara (oxygen), ruang terisolasi (confinement), dan ada tahanan (suspension). Untuk jelasnya perhatikan gambar berikut.

Gambar Segilima Ledakan

Gas yang Dapat Meledak (Explosive Gas)

Kecelakaan kerja pada tambang batubara bawah tanah berupa kebakaran dan ledakan disebabkan adanya gas methan (CH₄).

Gas methan yang terdapat dari batubara kadarnya bervariasi, yakni:

1. Batubara coklat dan antrasit (brown coal and anthracite) umumnya sedikit gas methan, sedangkan pada batubara bituminous dan sub bituminous lebih banyak.
2. Batubara keras/padat (hard and dense coal) sedikit gas methan, sedangkan batubara lunak (brittle coal) lebih banyak.
3. Batubara yang pengendapannya terganggu (high volatile matter) mungkin sangat banyak melepaskan gas methan.
4. Lapisan batubara pada patahan (faults) dan lipatan (folds) atau rekahan mungkin banyak melepaskan gas methan.
5. Bagian atas (roof) dan bagian bawah (floor) terbentuk dari serpihan material lempungan yang tahan api (impermeable clay shale) dapat mengeluarkan banyak gas methan, sedangkan pada lapisan endapan pasir kasar akan sedikit gas methan yang dilepaskan.
6. Semakin dalam letak lapisan batubara dari permukaan tanah, akan semakin banyak gas methan yang dapat keluar dari padanya, hal inidisebabkan oleh adanya tekanan dan panas yang semakin tinggi.

Pada umumnya pelepasan gas methan dari lapisan batubara itu dapat berupa pelepasan bebas, pemancaran (emission), dan keluar dari celah bebatuan (outburst)

Keberadaan Gas Methan (Presence Of Methane)

Gas methan yang keluar dari batubara teremisi ke udara di sekitarnya. Karena gas ini lebih ringan dari udara, maka dia berada pada bahagian atas (langit-langit terowongan). Gas ini cenderung berada pada bahagian akhir lobang bukaan tambang bawah tanah (tail gate of the longwall face), lobang naik (raise end), dan bahagian atap (caved roofs).

Potensi Ledakan Gas Methan dan Debu Batubara

Berikut ini dijelaskan bagaimana komposisi masing-masing bahan tersebut, sehingga terjadi ledakan tambang.

• Konsentrasi gas methan

Gas methan dapat meledak pada konsentrasi antara 5 – 15% di udara sekitarnya pada tekanan normal. Sedangkan ledakan terbesar dan berbahaya akan terjadi pada konsentrasi 9,5%.

• Pengaruh debu tertahan

Bila debu batubara, yang butirannya sangat halus, dengan konsentrasi 10,3 gram/m³ volume udara, beterbangan ke udara sekitarnya, membentuk awan debu batubara, dan jika pada saat bersamaan ada pijaran bunga api, maka akan terjadi ledakan debu batubara itu.

Berdasarkan hasil percobaan, didapatkan bahwa konsentrasi campuran antara debu batubara dengan gas methan yang dapat meledak adalah sebagai tertera pada tabel.

Tabel. Konsentrasi Minimum campuran Gas Methan dan Debu Batubara yang Dapat Meledak

Jumlah Debu Batubara(gr/m3)	0,00	10,3	17,4	27,9	37,7	47,8
Konsentrasi Gas Methan (%)	4,85	3,70	3,00	1,70	0,60	0,00

• Gejala ledakan gas methan

Apabila terjadi campuran antara udara dan gas methan dan di sana terjadi pijaran api, maka pertama akan terjadi kebakaran. Proses kebakaran ini menghasilkan karbon dioksida (CO₂) dan uap air dengan reaksi kimia : CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O.

Ledakan akan timbul bila pada lokasi tersebut sedang ada awan debu batubara (debu batubara yang sedang beterbangan. Ledakan pada suatu lokasi akan memberikan getaran ke daerah tetangganya sehingga debu batubara yang tadinya terendapkan akan berhamburan pula, dan untuk selanjutnya akan terjadi lagi ledakan beruntun sampai semua bahan potensial ledakan habis terbakar dan meledak.

Bila jumlah oksigen berkurang, gas akan terbakar secara tidak sempurna menghasilkan karbon monoksida (CO) yang sangat beracun, hydrogen (H), dan air (H₂O). Reaksi kimianya: CH₄ + O₂ = CO + H₂ + H₂O

• Statistik Ledakan Gas Dan Debu Batubara

Tabel 4 dan 5 memperlihatkan rekapitulasi kejadian kecelakaan ledakan tambang di Jepang antara tahun 1950 sampai dengan tahun 1984.

Tabel 4. Statistik Kecelakaan Ledakan Tambang Berdasarkan Penyebabnya

Penyebab	Jumlah Kejadian	Persentase
Peledakan (blasting) Swabakar (spontaneous combustion) Peralatan listrik (Electricity) Nyala api (naked flame) Gesekan (friction) Tidak diketahui (unknown)	80 22 103 100 15 24	23,2 6,4 29,9 29,1 4,4 7,0
Total	344	100,0

Tabel 5. Statistik Kecelakaan Ledakan Tambang Berdasarkan Lokasi Kejadian di Jepang

Lokasi	Jumlah Kejadian	Persentase
Lubang naik (raise) Daerah kerja (working face) Lapisan batubara (coal seam) Terowongan silang (main crosscut) Kemiringan (slop) Jalur keluar tambang (mined out area) Ruang fasilitas mekanik Lubang masuk (main entry) Lubang miring (inclined shaft) Terowongan silang (crosscut) Lubang vertikal (vertical shaft) Lainnya	114 70 64 21 16 13 12 8 6 6 6 6	33,2 20,4 18,6 6,1 4,7 3,8 3,5 2,3 1,7 1,7 1,7 1,7
Total	344	100,0

• Teknik Pencegahan Ledakan

Guna menghindari berbagai kecelakaan kerja pada tambang batubara bawah tanah, terutama dalam bentuk ledakan gas dan debu batubara, perlu dilakukan tindakan pencegahan. Tindakan pencegahan ledakan ini harus dilakukan oleh segenap pihak yang terkait dengan pekerjaan pada tambang bawah tanah tersebut.

Beberapa hal yang perlu dipelajari dalam rangka pencegahan ledakan batubara ini adalah:

• Pengetahuan dasar-dasar terjadinya ledakan, membahas:
  • Gas-gas dan debu batubara yang mudah terbakar/meledak
  • Karakteristik gas dan debu batubara
  • Sumber pemicu kebakaran/ledakan
• Metoda eliminasi penyebab ledakan, antara lain:
  • Pengukuran konsentrasi gas dan debu batubara
  • Pengontrolan sistem ventilasi tambang
  • Pengaliran gas (gas drainage)
  • Penggunaan alat ukur gas dan debu batubara yang handal
  • Penyiraman air (sprinkling water)
  • Pengontrolan sumber-sumber api penyebab kebakaran dan ledakan
• Teknik pencegahan ledakan tambang
  • Penyiraman air (water sprinkling)
  • Penaburan debu batu (rock dusting)
  • Pemakaian alat-alat pencegahan standar.
• Fasilitas pencegahan penyebaran kebakaran dan ledakan, antara lain:
  • Lokalisasi penambangan dengan penebaran debu batuan
  • Pengaliran air ke lokasi potensi kebakaran atau ledakan
  • Penebaran debu batuan agak lebih tebal pada lokasi rawan
• Tindakan pencegahan kerusakan akibat kebakaran dan ledakan:
  • Pemisahan rute (jalur) ventilasi
  • Evakuasi, proteksi diri, sistemperingatandini, dan penyelamatansecara tim.

Sesungguhnya kebakaran tambang dan ledakan gas atau debu batubara tidak akan terjadi jika sistem ventilasi tambang batubara bawah tanah itu cukup baik.