スマート換気は、鉱山換気システムにIoTや自動制御技術を取り入れ、ガス・粉じん・温度・風量などのリアルタイムデータに基づいて送風機を最適運転する新しいコンセプトです。従来の鉱山換気では、主換気送風機を一定回転で運転し、風門の開閉や局所送風機のオンオフで風量を調整するスタイルが一般的でした。しかし、採掘区画の稼働状況や発熱・ガス発生条件は時間とともに変化するため、常に同じ風量を供給し続けることは必ずしも効率的ではありません。スマート換気は、この問題に対して、必要な場所へ必要な風量を自動的かつ柔軟に供給し、安全性と省エネ性を同時に高めることを目指します。
スマート換気システムでは、坑内各所に設置されたセンサーからガス濃度・粉じん濃度・風速・温度・湿度などのデータが収集されます。これらのデータは、主換気送風機や局所送風機、バランスバルブ、風門などの制御信号と連携し、自動的に換気状態を調整するために活用されます。例えば、特定の掘進切羽で機械掘進が行われ、粉じん濃度が上昇した場合、局所送風機の風量を自動的に増加させたり、集じん送風機を高出力で運転したりすることができます。また、採掘が行われていない区画では風量を抑え、主換気送風機の回転数をインバータ制御で低減することで、電力消費を削減することも可能です。
スマート換気の中心となる設備は、インバータ制御対応の高効率送風機と、データ解析機能を備えた監視・制御システムです。主換気送風機の回転数を自動的に調整することで、坑内全体の風量と静圧のバランスを保ちつつ、必要以上の風量供給を避けることができます。局所送風機についても、各区画の作業状況やガス・粉じんレベルに応じて運転モードを切り替えることで、換気安全を確保しながら省エネ運転を実現します。これらの制御は、人が手動で操作するのではなく、事前に設定されたルールやアルゴリズムに基づき、自動的かつ継続的に行われます。
スマート換気を導入することにより、鉱山運営者は換気に関する運転コストとリスクを大幅に軽減できます。リアルタイムデータに基づく自動制御は、換気不良や過剰換気を防ぎ、ガス爆発や粉じん爆発、熱ストレスなどのリスクを低減します。同時に、不要な電力消費を削減し、鉱山全体のエネルギー効率とCO₂削減効果を高めることができます。鉱山用送風機メーカーにとっても、スマート換気対応の制御盤や通信機能、監視ソフトウェアを含めた総合ソリューションを提供することが、新たな付加価値となります。スマート換気は、鉱山換気を単なる設備運転から高度なエネルギー・安全管理システムへと進化させる重要なステップといえるでしょう。
