金属鉱山換気送風機は、銅鉱山、金鉱山、ニッケル鉱山などの金属鉱山において、坑内へ新鮮空気を供給し、熱、粉じん、有害ガスを排出するために用いられる専用送風機です。近年の金属鉱山は、鉱体の深部化と採掘の大規模化により坑内温度が上昇し、換気負荷が増大しています。そのため、金属鉱山換気送風機には、高風量・高静圧性能だけでなく、高温環境や腐食性ガス、粉じんに耐え得る機械的強度と耐久性が求められます。主換気用の大規模軸流送風機から、掘進・採掘切羽の局所換気用送風機まで、通気システムを構成するさまざまな機種が、金属鉱山換気送風機として総合的に機能しています。
主換気用の金属鉱山換気送風機は、通常、立坑や斜坑に設置され、地表と坑内の間で大規模な空気循環を形成します。高静圧軸流送風機や対向回転軸流送風機が採用されることが多く、大風量でありながら高い効率を維持することが重要です。高温空気を搬送する必要がある場合には、羽根車やケーシングに耐熱性材料を用い、軸受冷却や電動機冷却などの工夫を施します。一方、局所換気用の送風機では、掘進切羽や採掘切羽へ柔軟ダクトを通じて新鮮空気を届ける役割があり、移設性と高静圧性能のバランスが求められます。これらの局所送風機も、金属鉱山換気送風機の一部として全体の通気計画に組み込まれます。
金属鉱山換気送風機の選定・設計においては、坑内の熱負荷、作業人数、採掘方式、通気経路の抵抗などを総合的に評価し、必要な風量と静圧を算出することが重要です。CFD解析や換気シミュレーションを活用して、換気送風機の配置と容量を検討すれば、通気バランスの乱れを防ぎつつ、省エネ性の高い通気システムを構築できます。インバータ制御を用いれば、採掘進行や季節変動に応じて風量を調整し、エネルギー消費を最適化することが可能です。特に深部鉱山では、冷却装置や地中熱ヒートポンプとの組み合わせにより、換気と冷却を一体的に考えたシステム設計が求められます。
保守運用の面では、金属鉱山換気送風機は高温・多粉じん・高湿度といった過酷な条件下で稼働するため、定期的な点検と予防保全が必須です。羽根車の摩耗や汚れ、ケーシングの腐食、軸受の温度や振動、電動機の絶縁状態などを計画的にチェックし、異常があれば早期に対応することで、突発停止や通気障害を防ぐことができます。振動モニタリングやオンライン監視システムを導入すれば、金属鉱山換気送風機の状態を常時把握し、故障予兆を検出することも可能です。適切な設計、運用、保守によって、金属鉱山換気送風機は深部鉱山の安全性と生産性を長期にわたり支える中核設備となります。
