Ledakan Debu Batubara

Definisi debu batubara. Debu batubara adalah material batubara yang terbentuk bubuk (powder),yang berasal dari hancuran batubara ketika terjadi pemrosesannya(breaking, blending, transporting, and weathering). Debu batubara yang dapat meledak adalah apabila debu itu terambangkan di udara sekitarnya.

Pembentukan Debu Batubara. Debu batubara dihasilkan dari kegiatan penambangan itu sendiri. Pemisahan (breaking) secara kering dengan cara peledakan penggaruan dapat menimbulkan debu yang banyak. Debu batubara juga dapat terbentuk pada proses penggilingan dan ketika pencampurannya serta pengangkutan. Disamping itu proses pelapukan alami batubara juga dapat menjadi sumber terbentuknya debu batubara tersebut.

Akumulasi Debu Batubara. Seperti telah dijelaskan di atas, bahwa debu batubara akan terbentuk dalam jumlah yang cukup banyak kalau operasi penambangan dilakukan dalam proses yang kering. Sebaliknya jika dilakukan penambangan dengan sistem penyiraman air yang cukup, debu yang terbentuk akan terendapkan pada lantai kerja.

Sifat-sifat Ledakan Debu Batubara. Peristiwa ledakan debu batubara pada tambang batubara bawah tanah dapat terjadi jika ada tiga syarat berikut terpenuhi, yakni:

• Ada debu batubara yang beterbangan (awan debu batubara).
• Ada sambaran bunga api.
• Ada oksigen.

Konsentrasi debu batubara yang dapat meledak tergantung:

• Kandungan zat terbang (volatile matter).
• Ukuran partikel (particle size).
• Kandungan air (water content).

Ukuran partikel (particle size)

Debu batubara ukuran partikelnya antara 20 – 40 mesh, tidak dapat meledak dengan sendirinya, debu batubara dengan partikel sampai 200 mesh akan sangat mudah meledak.

^{Tabel berikut memperlihat debu batubara yang dapat meledak berdasarkan besarnya partikelnya.}

Karena perbedaan kondisi pembentukan batubara, beberapa negara menemukan karakteristik ledakan debu batubara:

• Inggris: zat terbang 12,5% debu batubara dapat meledak.
• Jerman: zat terbang fresh coal dengan kadar 14% dapat meledak
• Belgia: zat terbang melebihi 15% dapat meledak.
• Jepang: zat terbang melebih 11% dapat meledak.

Kadar abu (ash content)

Bahaya ledakan debu batubara akan semakin kecil jika pada nya terdapat kandungan abu yang cukup banyak, (abu melekat ditambah dengan abu dari debu batu) dalam jumlah lebih kurang 50% pencegah kebakaran/ledakan. Biasanya untuk mencegah terjadinya ledakan debu batubara dapat ditambahkan debu batuan sampai mencapai kadar abunya lebih dari 75%.

Kadar air (water content)

Debu batubara yang mengandung air yang banyak tidak akan dapat meledak atau terbakar. Air, disamping penyerap sulutan api (ignition), juga berfungsi sebagai penyerap panas. Kadar air sampai 30% dapat mencegah terjadinya ledakan debu batubara itu.

Kesegaran (freshness)

Debu batubara segar lebih berbahaya dibandingkan dengan debu batubara yang sudah lama ada dalam udara terbuka. Debu batubara segar akan lebih mudah meledak karena adanya gas methan yang masih terperangkap pada butiran debu batubara tersebut.

Ledakan dan Penyebaran

• Sifat mekanik ledakan

Ledakan debu batubara menimbulkan tekanan udara yang sangat tinggi disertai dengan nyala api. Setelah itu akan diikuti dengan kepulan asap yang berwarna hitam. Ledakan merambat pada lobang turbulensi udara akan semakin dahsyat dan dapat menimbulkan kerusakan yang fatal.

• Tekanan dan kecepatan ledakan

Tekanan udara yang terjadi akan bervariasi tergantung pada karakteristik dan jumlah debu batubaranya. Tekanan itu biasanya ada antara 2 – 4 kg/cm². Pada ledakan yang sangat kuat (high explosive), kecepatan ledakan dapat mencapai 1000 m/detik (jauh lebih tinggi dari kecepatan suara).

• Kecepatan rambatan sulutan (deflagration)

Kecepatan rambatan sulutan api akan semakin tinggi menuju ke lobang udara keluar, dimana pada titik ini kandungan gas methan dan debu batubara sangat rendah.

• Temperatur ledakan

Ledakan debu batubara akan menyebabkan naiknya temperatur pada area ledakan, antara 1500 – 1900⁰C. Tetapi temperatur pada kasus ledakan sedang dan rendah hanya akan berkisar antara 1200 – 1300⁰C. Pada temperature ini terjadi pembakaran tidak sempurna dan hilangnya panas oleh serapan daerah sekitar ledakan.

• Daerah sulutan

Biasanya bila daerah yang dapat tersulut mencapai 6 – 7 kali luas daerah asalnya, selama daerah itu mengandung gas methan atau debu batubara.

• Reaksi ledakan

Ledakan batubara akan menyebabkan udara di sekitarnya menjadi dingin dan kadar oksigennya berkurang drastis. Setelah itu udara akan kembali mengalir dan mengisi ruang rendah oksigen tadi (udara balik). Jika di sana masih tersisa awan debu batubara akan terjadi ledakan ulangan.

• Jalaran ledakan

Bila akumulasi debu batubara yang tertahan dalam terowongan tambang bawah tanah mengalami suatu getaran hebat, yang diakibatkan oleh berbagai hal, seperti gerakan roda-roda mesin, tiupan angin dari kompresor dan sejenisnya, sehingga debu batubara itu terangkat ke udara (beterbangan) dan kemudian membentuk awan debu batubara dalam kondisi batas ledak (explosive limit) dan ketika itu ada sulutan api, maka akan terjadi ledakan yang diiringi oleh kebakaran.

Jika pada proses pertama itu terjadi ledakan disertai kebakaran, sisa debu batubara yang masih tertambat di atas lantai atau pada langit-langit dan dinding terowongan akan tertiup dan terangkat pula ke udara, lalu debu itu pun akan meledak. Demikianlah seterusnya, bahwa dalam tambang itu akan terjadi ledakan beruntun sampai habis semua debu batubara terakar. Ledakan itu akan menyambar ke mana-mana, sehingga dapat menjalari seluruh lokasi dalam tambang itu dan menimbulkan kerusakan yang sangat dahsyat.