主換気送風機は、鉱井全体の通気を統括する中核設備であり、一般に「主扇」とも呼ばれます。地下鉱山では、採掘作業に伴いメタンガスや有害ガス、粉じん、機械排気が継続的に発生するため、鉱井全体にわたって安定した通気を確保することが安全操業の基本となります。主換気送風機は、地上の換気所に設置され、坑内全域に新鮮空気を送り込み、汚染された空気を地表へ排出する役割を担います。その性能と信頼性は、鉱山全体の安全性と生産能力に直接影響するため、設計・選定・運用のすべてにおいて高い要求が課せられます。
主換気送風機には、軸流型と遠心型があり、鉱山の規模や通気網の構成、必要風量・静圧に応じて最適な形式が選定されます。軸流主換気送風機は、大風量を効率よく発生させることができ、対向回転型や多段構成を採用することで高静圧にも対応できます。一方、遠心主換気送風機は、高抵抗系統に対して安定した静圧を提供でき、特に複雑な通気網や長距離坑道を有する鉱山で用いられます。どちらの形式でも、羽根車およびケーシングの流体設計と構造強度設計が重要であり、通気計算によって求められた運転点に合わせて性能曲線が最適化されます。
安全性の観点では、主換気送風機は冗長性と監視機能が不可欠です。多くの鉱山では、運転中の主扇に加え予備機を設置し、故障や保守の際に即時切替できるよう二重化構成を採用します。また、風量・風圧・電流・振動・軸受温度などの主要パラメータは常時監視され、異常時には段階的な出力低減や自動停止、予備機への切替が行われるよう制御システムが設計されます。ガス濃度や風速センサと連動することで、坑内の通気状態をリアルタイムに把握し、異常なガス集積や風向変化が発生した場合には速やかに対応できるようにします。
運用・保守においては、主換気送風機は長時間連続運転が前提となるため、計画的な点検・整備と予防保全が非常に重要です。羽根車の摩耗や腐食、粉じん付着は効率低下やバランス不良の原因となるため、定期的な分解点検や清掃が必要です。軸受・潤滑系統・シール部・ボルト締結部の状態を継続的に監視し、異常音や振動増加などの兆候を早期に捉えることで、突発停止を防ぐことができます。同時に、通気計算の定期見直しと坑内測定データの更新を行い、主換気送風機の運転点が常に適正範囲にあるか確認することも欠かせません。主換気送風機は、鉱山換気システムの心臓部として、坑内の安全確保と安定生産を長期にわたり支え続ける重要設備です。
