Spontaneous Combustion

Spontaneous Combustion (Swabakar)

Timbunan batubara berbeda dengan timbunan bahan tambang yang lainnya, karena timbunan batubara memiliki sifat khusus yaitu mudah terbakar dengan sendirinya (Swabakar atau Spontaneous Combustion) pada suatu kondisi tertentu. Proses swabakar, dapat terjadi pada batubara: di penimbunan, insitu, dalam proses dan limbah pencucian batubara. Oleh karena itu perlu penanganan khusus dan hati – hati dalam melaksanakan penimbunan batubara.

Batubara akan teroksidasi saat tersingkap di permukaan sewaktu penambangan, demikian pada saat batubara ditimbun proses oksidasi ini terus berlangsung. Timbunan batubara yang terbentuk dengan cara mencurahkan, timbunan batubara yang dihasilkan fraksi tidak seragam. Ukuran terbesar akan cenderung terkumpul pada bagian bawah luar, sedangkan ukuran halus akan terdapat pada bagian puncak dalam tumpukan batubara. Udara akan bergerak secara mudah menembus bagian kaki dari tumpukan pada sebelah luar, hal tersebut dikarenakan batubara ukuran besar memiliki rongga – rongga yang cukup besar sehingga udara mudah masuk. Akan tetapi, udara sangat sulit menembus bagian dalam karena pada batubara ukuran halus memiliki rongga yang kecil (Gambar ). Udara yang masuk kedalam timbunan akan terperangkap dan sulit untuk keluar sehingga akan memperbesar laju reaksi dari oksidasi terjadinya swabakar pada batubara.

Reaksi oksidasi batubara itu sendiri dimulai dalam fase gas, sehingga terjadi reaksi oksidasi eksothermis antara O₂ dengan gas – gas yang mudah terbakar. Bila reaksi oksidasi berlangsung terus-menerus maka panas yang dihasilkan juga akan meningkat, sehingga suhu dalam timbunan juga akan mengalami peningkatan. Peningkatan suhu ini juga disebabkan oleh sirkulasi udara dan panas dalam timbunan tidak lancar, sehingga suhu dalam timbunan akan terakumulasi dan naik sampai mencapai suhu titik pembakaran yang akhirnya dapat menyebabkan terjadinya proses swabakar pada timbunan tersebut (Sanwani, 1987)

Faktor Utama Penyebab Terjadinya Swabakar Pada Timbunan

            Untuk mengetahui sejauh mana terjadinya proses swabakar pada timbunan batubara perlu diketahui faktor penyebabnya. Faktor yang menyebabkan terjadinya swabakar pada timbunan batubara yaitu sebagai berikut :

Akumulasi Panas

Akumulasi panas merupakan peningkatan suhu dalam timbunan secara terus menerus. Swabakar pada timbunan disebabkan karena adanya reaksi oksidasi antara oksigen dan zat terbang yang ada dalam batubara secara terus menerus. Reaksi oksidasi ini mengeluarkan kalor, kalor yang dikeluarkan semakin lama akan terakumulasi terus semakin banyak, sehingga suhu dalam timbunan akan terakumulasi dan naik sampai mencapai suhu titik pembakaran yang akhirnya dapat menyebabkan kemungkinan terjadinya swabakar semakin besar. Oleh karena itu dalam melaksanakan penimbunan batubara perlu penanganan khusus dan hati – hati.

  Suhu Swabakar

            Ada dua hal yang menunjang terjadinya proses swabakar pada timbunan yaitu tergantung suhu reaksi dan konsentrasi oksigen yang cukup. Semua jenis batubara mempunyai kemampuan untuk terjadinya proses swabakar, tetapi waktu yang diperlukan dan besarnya suhu yang dibutuhkan untuk proses swabakar batubara ini tidak sama. Untuk batubara yang mempunyai rank rendah memerlukan waktu yang lebih pendek dan suhu yang lebih rendah bila dibandingkan dengan batubara yang mempunyai rank yang tinggi.

      Perkembangan panas batubara kelas bituminous yang disebabkan oleh proses oksidasi antara O₂ dan gas – gas yang mudah terbakar seperti : methan, hidrogen, karbon monoksida, yang dapat mengakibatkan proses swabakar dapat diringkas sebagai berikut (Sukandarrumidi, 1995) :

1. Suhu 37° C, batubara dalam timbunan mulai teroksidasi secara perlahan-lahan sampai suhu timbunan 50° C.
2. Suhu 50° C, proses oksidasi akan meningkat sesuai kecepatan kenaikan suhu batubara hingga suhu 100° C – 140° C.
3. Suhu 140° C, karbon dioksida dan uap air akan terurai dengan cepat sampai dicapai suhu 230° C
4. Suhu 230° C, dimana hal ini untuk tahap swabakar terjadi.
5. Suhu diatas 350 °C, batubara akan menyala dan terjadi proses swabakar batubara.

Kandungan  Zat Terbang (Volatile Metter)

            Kandungan zat terbang yang terdapat dalam batubara erat kaitannya dengan kelas batubara. Batubara yang mempunyai kelas rendah ditandai dengan kandungan zat terbang yang banyak. Zat terbang dalam batubara terdiri dari gas – gas yang mudah terbakar (seperti : methan, hidrogen, hidrokarbon dan karbon monoksida) dan gas – gas yang tidak mudah terbakar (seperti : uap air dan karbon dioksida). Zat terbang memegang peranan penting dalam memprakarsai terjadinya swabakar karena zat terbang terdiri dari gas – gas yang mudah terbakar. Sehingga reaksi oksidasi terjadi antara gas – gas yang mudah terbakar dengan oksigen dan menyebabkan terjadi proses swabakar. Batubara sangat bervariasi dalam kemampuan untuk bereaksi dengan oksigen, kemampuan batubara untuk teroksidasi akan berkurang dengan meningkatnya kelas batubara. Hal ini disebabkan karena dengan meningkatnya kelas batubara, kandungan karbon yang terkandung semakin tinggi dan kandungan oksigen serta zat terbang yang terkandung semakin turun sehingga batubara akan sulit teroksidasi.

 

 Tinggi Timbunan

Tinggi timbunan yang teralu tinggi akan menyebabkan semakin banyak panas yang terserap, hal ini dikarenakan sisi miring timbunan yang terbentuk akan semakin panjang, sehingga daerah yang tak terpadatkan akan semakin luas dan akan mengakibatkan permukaan yang teroksidasi semakin besar semakin cepat pula proses swabakar.