地上主扇は、鉱山の地上換気所に設置される主換気送風機であり、鉱井全体の通気を一括して制御する心臓部として機能します。地下坑内の通気は、地上主扇が作り出す圧力差によって駆動され、各採掘切羽や掘進先、機械室、避難経路まで新鮮空気が届けられます。同時に、坑内で発生するメタンガスや有害ガス、粉じん、熱を含んだ空気が地表へ排出され、作業環境の安全と快適性が維持されます。地上主扇の性能・信頼性・運転管理は、鉱山全体の安全体制と生産効率を左右する重要な要素です。
地上主扇には、軸流型・遠心型・対向回転型などさまざまな形式が採用され、鉱山の規模や通気網の構成、必要風量・静圧によって最適なタイプが選定されます。軸流主扇は大風量を効率良く供給でき、対向回転構造や可変ピッチ機構を組み合わせることで高静圧にも対応可能です。一方、遠心主扇は高抵抗通気網に対して安定した圧力を供給でき、特に複雑な坑道構成や長距離坑道を有する鉱山で用いられます。地上主扇の設計では、羽根車の強度、ケーシング構造、基礎の剛性、騒音・振動特性などが総合的に検討され、長期連続運転に耐え得る堅牢な構造が求められます。
安全性確保のため、地上主扇は冗長化と監視機能を備えたシステムとして構成されることが一般的です。多くの鉱山では、運転中の主扇に加えて予備主扇を並列配置し、故障や保守の際にスムーズに切り替えられるよう設計されています。風量・風圧・モータ電流・軸受温度・振動などの運転データは常時監視され、異常が検知された場合には、自動的に負荷低減や停止、予備機への切替が行われるよう制御ロジックが組まれます。ガス監視システムや通気測定結果とも連携し、坑内の通気状態をリアルタイムに把握することで、異常ガス濃度や風向変化に迅速に対応できる体制を整えます。
運用・保守面では、地上主扇は大型回転機械でありながら長期連続運転が求められるため、計画的保守と予知保全が不可欠です。定期的な分解点検により、羽根車の摩耗・腐食・クラック、ケーシングの腐食、ボルトの緩み、基礎・フレームの損傷などを確認し、必要に応じて補修や交換を行います。軸受・潤滑装置・シール部の状態管理により、突然の焼付きや油漏れを防止できます。さらに、通気計算の見直しや坑内風量測定結果と照合し、地上主扇の運転点が鉱井通気計画に適合しているかを継続的に評価することが重要です。地上主扇は、こうした総合的な設計と運転管理によって、鉱山の安全と生産を長期にわたって支え続ける基幹設備です。
