teknik pendingin pertambangan

teknik pendingin pertambangan: Sebuah Ikhtisar

Teknik pendingin pertambangan adalah disiplin penting yang berfokus pada perancangan, menerapkan, dan memelihara sistem pendingin dalam operasi penambangan bawah tanah dan permukaan. Tujuan utamanya adalah mengelola lingkungan termal untuk menjamin keselamatan pekerja, melindungi peralatan, dan memungkinkan penambangan pada kedalaman yang lebih dalam di mana panas bumi dan kompresi udara secara otomatis membuat kondisi menjadi sangat panas dan lembab. Bidang ini mencakup berbagai teknologi, mulai dari instalasi air dingin dan ventilasi pendingin udara hingga penyimpanan es dan sistem berbasis refrigeran langsung, dirancang untuk melawan beban panas signifikan yang dihasilkan oleh mesin, lapisan batuan, dan aktivitas manusia.

Sistem Inti dan Pendekatan Teknologi

Pemilihan sistem pendingin bergantung pada faktor-faktor seperti kedalaman tambang, Geologi, ketersediaan air, dan skala proyek. Dua kategori utama adalah pendingin udara curah berbasis permukaan (BAC) dan tempat bawah tanah atau pendinginan lokal.

• Pendinginan Udara Massal Permukaan (BAC): Pabrik pendingin besar dipasang di permukaan untuk mendinginkan seluruh aliran udara ventilasi masuk sebelum turun ke tambang. Ini efektif untuk tambang dengan poros pemasukan terkonsentrasi.
• Pendinginan Tempat Bawah Tanah: Unit pendingin ditempatkan di dalam tempat kerja tambang untuk mendinginkan area tertentu, seperti ujung pengembangan yang dalam atau ruang peralatan stasioner. Ini termasuk jaringan air dingin yang dipompa ke penukar panas (kumparan pendingin) di lokasi-lokasi penting.

Komponen penting yang sering diintegrasikan adalah Penyimpanan Es atau Sistem Bubur. Sistem ini menghasilkan es di permukaan selama jam-jam listrik di luar jam sibuk (mengurangi biaya energi) dan memompa bubur es ke bawah tanah. Perubahan fasa dari es menjadi air menyerap panas dalam jumlah besar (panas laten peleburan), memberikan pendinginan yang sangat efisien pada saat digunakan.

Perbandingan Strategi Pendinginan Primer

Fitur	Pendinginan Udara Massal Permukaan (BAC)	Pendinginan Tempat Bawah Tanah	Sistem Es/Bubur
Aplikasi Utama	Mendinginkan seluruh aliran udara masuk untuk pengendalian iklim distrik atau seluruh tambang.	Pendinginan yang ditargetkan pada area panas tinggi tertentu atau permukaan kerja.	Pendinginan titik efisiensi tinggi, seringkali untuk tujuan pembangunan atau zona kerja yang mendalam.
Infrastruktur	Tanaman permukaan besar; memerlukan saluran/ventilasi yang luas untuk mendistribusikan udara dingin.	Ruang pabrik bawah tanah; memerlukan jaringan perpipaan untuk air dingin/refrigeran.	Pabrik es permukaan; jaringan pipa lumpur terisolasi ke titik leleh bawah tanah.
efisiensi energi	Bisa lebih rendah karena jarak perjalanan udara yang jauh dan pengambilan panas. Kekuatan kipas yang lebih tinggi mungkin diperlukan.	Lebih efisien untuk zona lokal karena pendinginan diterapkan dekat dengan sumbernya.	Sangat Tinggi; memanfaatkan panas laten peleburan. Memungkinkan penghematan biaya energi melalui produksi es di luar jam sibuk.
Biaya Modal	Sangat tinggi untuk pabrik dan infrastruktur distribusi udara yang luas.	Sedang hingga Tinggi, tergantung pada skala dan jumlah unit yang dikerahkan di bawah tanah.	Biaya modal yang tinggi untuk pabrik es khusus dan sistem pipa slurry.
Fleksibilitas Operasional	Rendah; sulit untuk menyesuaikan diri dengan perubahan kondisi di berbagai area tambang.	Tinggi; unit dapat direlokasi atau disesuaikan seiring kemajuan penambangan.	Sedang; jaringan pipa mendefinisikan titik pengiriman, tetapi stasiun peleburan dapat disesuaikan.

Studi Kasus Dunia Nyata: Tambang Terdalam di Amerika Utara

Contoh pasti dari pendinginan pertambangan tingkat lanjut dapat ditemukan di Tambang Musselwhite milik Newmont di Ontario, Kanada (sekarang menjadi bagian dari portofolio Newmont). Saat penambangan meluas 1 km secara mendalam, suhu batuan melebihi 40°C.

• Tantangan: Memberikan pendinginan yang efektif pada permukaan kerja yang dalam dimana BAC konvensional tidak mencukupi karena jarak.
• Larutan: Penerapan sistem dua tahap:
  1. Pabrik BAC permukaan primer mendinginkan udara masuk utama terlebih dahulu.
  2. Sekunder sistem bubur es telah diinstal—salah satu aplikasi berskala besar pertama di Amerika Utara pada saat itu.
• Pelaksanaan: Pabrik permukaan menghasilkan bubur es yang dipompa 1 km menyusuri lubang bor melalui pipa terisolasi ke tangki penyimpanan dekat pekerjaan dalam. Bubur tersebut kemudian didistribusikan ke stasiun peleburan di dekat area kerja aktif.
• Hasil: Kapasitas pendinginan laten es memungkinkan penurunan volume material yang dipompa secara drastis dibandingkan dengan air dingin, menghemat energi pemompaan sekaligus memberikan pendinginan yang kuat tepat di tempat yang diperlukan, mempertahankan suhu kerja yang layak pada kedalaman ekstrim.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (Pertanyaan Umum)

1. Mengapa tambang tidak bisa menggunakan lebih banyak ventilasi daripada pendingin?
Sambil meningkatkan aliran udara (pengenceran) adalah garis pertahanan pertama melawan panas, hal ini menjadi tidak praktis pada kedalaman yang sangat dalam karena kompresi otomatis—udara memanas hanya dengan turun karena beratnya sendiri (sekitar 1°C per 100 meter). Lebih-lebih lagi, memindahkan udara dalam jumlah besar memerlukan biaya daya kipas yang sangat besar dan penggalian saluran udara yang lebih besar menjadi sangat mahal dibandingkan dengan pendinginan mekanis.

2 Apa yang "beban panas" di tambang yang pendinginnya harus diatasi?
Total beban panas tambang terdiri dari beberapa sumber:

• Gradien Panas Bumi: Panas mengalir dari lapisan batuan disekitarnya.
• Kompresi otomatis: Panas yang dihasilkan oleh turunnya udara masuk.
• Peralatan: Mesin Diesel, Motor Listrik, latihan dll., yang mengubah hampir seluruh masukan energinya menjadi panas.
• peledakan & Pemecahan Batu: Reaksi kimia eksotermik dari bahan peledak.
• Metabolisme Manusia: Penambang sendiri menghasilkan panas yang signifikan.

Teknik pendinginan melibatkan penghitungan semua beban ini secara tepat.

3 Apakah ada risiko bahwa zat pendingin dapat bocor ke ruang tambang yang terbatas?
Ya, ini adalah pertimbangan keselamatan yang utama Refrigeran halokarbon standar seperti R134a lebih padat daripada udara, jika bocor dapat menumpuk menggantikan oksigen yang dapat dihirup sehingga menyebabkan risiko sesak napas. Oleh karena itu, amonia (R717) yang memiliki sifat termodinamika yang sangat baik namun beracun dan mudah terbakar dapat digunakan dengan hati-hati di pabrik permukaan dengan kontrol yang ketat. Untuk sistem langsung di bawah tanah, alternatif yang tidak beracun seperti pendingin berbahan dasar air atau sistem CO2 R744 yang dikelola dengan hati-hati semakin dipertimbangkan

---

Referensi & Dasar Bacaan Lebih Lanjut
Praktik industri yang dirinci di sini didokumentasikan dalam publikasi seperti "Ventilasi Tambang dan Pendingin Udara" oleh Hartman dkk. studi kasus dari Majalah Pertambangan CIM makalah teknis dari Kongres Masyarakat Ventilasi Tambang. Data teknis spesifik pada sistem Musselwhite dilaporkan oleh para insinyur Hatch Ltd pada konferensi CIM