風圧測定は、鉱山用送風機および換気風道における圧力状態を把握し、換気性能と運転点を評価するための基本的な計測手法です。送風機は、電動機から供給されたエネルギーを風圧として空気に与え、坑道やダクト網を通して必要な風量を供給します。このとき、風道の摩擦抵抗や局部抵抗によって圧力が消費され、送風機出口と坑内各所での風圧分布が決まります。風圧測定によって、送風機がどの運転点で動作しているか、風道抵抗が設計値と比べてどう変化しているかを具体的な数値として把握できます。
風圧測定では、静圧・全圧・速度圧の関係を理解しておくことが重要です。静圧は風道壁面に垂直な圧力、全圧は静圧と速度圧の合計、速度圧は流速に起因する動的な圧力成分です。ピトー管や圧力測定孔を用いてこれらの値を測定し、送風機入口と出口、主要分岐点、末端部などでの圧力差を把握することで、風道抵抗や通気分配の状況を評価できます。鉱山用送風機では、主扇出口の全圧と坑内末端の静圧から、換気ネットワーク全体の抵抗曲線を推定し、送風機特性曲線との交点として運転点を確認する分析がよく行われます。
風圧測定の結果は、換気設計の検証や改善にも直接結びつきます。設計時の計算よりも実際の圧力損失が大きい場合、風道の狭まりや曲がり、風門の閉塞、ダクト接続不良などが疑われます。逆に、予想以上に抵抗が小さい場合は、未封止の坑道や想定外の漏風経路が存在する可能性もあります。風圧測定で得られたデータをもとに、風門調整やダクト改修、不要坑道の封鎖など具体的な対策を講じることで、風量配分とエネルギー効率の最適化が可能になります。また、時間経過とともに風圧分布を追跡すれば、掘進や採掘による換気ネットワークの変化も定量的に把握できます。
さらに、風圧測定は送風機保全や異常診断にも有効です。送風機の回転数や電流値がほぼ同じであるにもかかわらず、出口全圧が低下している場合は、羽根車の摩耗や付着物、ケーシングの漏風などが疑われます。逆に、換気抵抗が増加して出口圧が上昇し、電動機負荷が増えている場合は、ダクト閉塞やフィルタ目詰まりが原因である可能性があります。風圧測定は、流量測定や振動測定と組み合わせることで、鉱山用送風機と換気システムの総合的な状態監視を行うための強力なツールとなります。
