가압 원리는 송풍기와 환기 시스템이 공기나 가스를 높은 압력 상태로 만들고, 이를 통해 갱내와 덕트, 공정 설비에 필요한 흐름을 형성하는 기본 개념이다. 광산용 송풍기에서는 주 환기 설비와 국부 송풍기, 가압식 축류 송풍기와 다단 원심 송풍기 등이 모두 가압 원리를 이용하여 공기를 이동시킨다. 압력이 충분히 형성되어야 먼 갱내 말단까지 신선 공기가 도달하고, 오염 공기와 가스를 안전하게 배출할 수 있다.
송풍기에서 가압은 임펠러 회전에 의해 이루어진다. 임펠러가 회전하면 공기는 날개 사이를 따라 빠르게 이동하면서 속도 에너지를 얻고, 이 에너지가 케이싱과 유로를 통과하면서 점차 압력 에너지로 전환된다. 축류 송풍기에서는 주로 축 방향으로 흐르는 공기에 회전 성분과 압력을 부여하고, 원심 송풍기에서는 회전하는 임펠러가 공기를 바깥쪽으로 던지면서 압력을 높인다. 이때 유로 형상과 가이드 베인, 확산부 구조가 에너지 손실을 줄이고 가압 효과를 높이는 데 중요한 역할을 한다.
환기 네트워크 전체에서 가압 원리를 이해하려면, 각 구간의 압력 손실을 함께 고려해야 한다. 갱도와 덕트, 밸브와 분기점, 집진 설비와 필터, 국부 송풍기 출구 등에서는 마찰과 난류로 인해 압력이 떨어진다. 주 환기 송풍기는 이러한 손실을 모두 보상할 수 있을 만큼의 전체 압력을 제공해야 하며, 각 지점의 압력 분포가 적절해야만 환기 균형이 유지된다. 어느 한 구간에서 손실이 지나치게 크면, 그 이후 구간으로 충분한 풍량이 전달되지 못해 환기 사각지대가 생길 수 있다.
가압 원리를 실제 운전에 적용할 때는 송풍기 선택과 배치, 회전수와 덕트 저항, 밸브 개도 조절을 모두 함께 생각해야 한다. 예를 들어 같은 광산에서 주 환기 송풍기는 전체 네트워크를 가압하는 역할을 하고, 갱내 국부 송풍기는 작업 면에 추가적인 가압을 제공하여 오염 공기를 밀어내는 역할을 한다. 이때 주 송풍기와 국부 송풍기의 압력과 풍량이 서로 어긋나면, 예상하지 못한 역류나 순환 흐름이 발생할 수 있으므로, 설계와 운전 단계에서 충분한 계산과 시뮬레이션이 필요하다.
가압 원리에 대한 이해는 에너지 절감과 안전 확보에도 직접적으로 연결된다. 필요한 압력보다 지나치게 높은 압력으로 운전하면 전력 낭비와 소음, 누설 증가로 이어지고, 반대로 압력이 부족하면 유해 가스가 정체되거나 작업 구역으로 역류할 수 있다. 따라서 운전자는 환기 설계에서 제시한 목표 압력과 풍량을 잘 이해하고, 계측 데이터를 바탕으로 송풍기 회전수와 밸브 상태를 조정해야 한다. 이렇게 가압 원리를 기반으로 한 체계적인 운전과 관리가 이루어질 때, 광산용 환기 시스템은 안전하고 효율적인 상태를 유지할 수 있다.
가압 원리를 설명할 때는 현장 인원이 쉽게 이해할 수 있도록 단순한 비유를 사용하는 것도 도움이 된다. 예를 들어 긴 호스에 물을 보내기 위해 일정한 압력이 필요한 것처럼, 갱내 구석구석까지 신선 공기를 보내려면 송풍기가 충분한 압력을 만들어 주어야 한다고 설명할 수 있다. 이런 기본 개념을 정확히 이해하면, 현장에서는 덕트 손상이 생기거나 밸브 설정이 바뀌었을 때 왜 풍량이 줄어드는지 쉽게 판단할 수 있고, 문제 해결을 위한 조치도 더 빠르게 취할 수 있다.
