갱내 배기식 송풍기는 오염된 공기와 유해 가스, 열과 습기를 갱도 밖으로 직접 끌어내는 방식으로 운전되는 환기 설비로, 가압식 환기와 함께 지하 광산 환기 시스템을 구성하는 중요한 한 축이다. 배기식 방식에서는 갱도 깊은 곳에서 발생한 오염 공기를 배기용 송풍기가 흡입하여 지상 또는 환기 샤프트로 배출하므로, 가스와 분진이 작업 구역에 오래 머무르지 않고 빠르게 제거된다는 장점이 있다. 특히 고온 다습한 환경이나 가스 발생량이 많은 채굴 구역에서는 갱내 배기식 송풍기를 적절히 배치해 열과 오염 물질을 효과적으로 배출해야 작업자 안전과 설비 수명을 지킬 수 있다.
갱내 배기식 송풍기의 설계에서는 흡입 위치와 배출 경로 선정이 핵심이다. 단순히 가장 가까운 갱도 끝에 송풍기를 설치하는 것이 아니라, 가스와 분진이 모이는 구역과 기류 흐름을 분석해 최적의 흡입 지점을 결정해야 한다. 일반적으로 배기식 송풍기는 갱도 상부나 굴진면 후방에 설치하여 뜨거운 공기와 가벼운 가스를 우선적으로 포집하고, 가압식 국부 송풍기와 조합해 한쪽에서는 신선한 공기를 공급하고 다른 쪽에서는 오염 공기를 배출하는 기류 패턴을 만든다. 이 과정에서 환기 문과 덕트, 회풍 방지 장치를 적절히 배치하면, 배기 기류가 다시 작업 구역으로 되돌아오는 회류 현상을 줄일 수 있다.
갱내 배기식 송풍기에는 축류형과 원심형이 모두 사용될 수 있으며, 요구되는 압력과 풍량, 설치 공간과 소음 기준에 따라 최적 형식을 선택해야 한다. 긴 배기 덕트와 여러 개의 굴곡, 집진 설비를 통과하는 경우에는 비교적 높은 압력이 필요하므로 원심형 구조가 유리할 수 있고, 설치 공간이 제한적인 갱도에서는 축류형 구조가 선호될 수 있다. 어떤 형식을 선택하더라도 석탄광과 같이 폭발 위험이 있는 환경에서는 방폭 구조와 방폭 전동기를 적용해야 하며, 배기 덕트와 후드 재질도 스파크 발생 위험이 낮은 것으로 선정하는 것이 바람직하다. 또한 소음 저감을 위해 소음기와 흡음 덕트를 적용하고, 진동 방지 패드와 정밀 밸런싱을 통해 운전 안정성을 확보해야 한다.
운전과 유지보수 단계에서는 배기량과 배기 온도, 배출 가스 농도와 송풍기 전류, 진동 값을 정기적으로 기록하는 것이 중요하다. 배기 덕트 내부에 분진이 쌓이면 유효 단면이 줄어들어 압력 손실이 증가하고, 결국 같은 배기량을 유지하기 위해 더 많은 전력을 소비하게 된다. 따라서 일정 주기로 덕트 청소와 집진 설비 점검을 실시하고, 임펠러 마모와 부식 상태를 점검해 필요 시 교체해야 한다. 또한 인버터 제어를 적용해 생산량과 계절, 작업 시간대에 따라 배기 송풍기 회전수를 조절하면, 필요 이상으로 높은 배기량을 유지하는 상황을 줄이고 에너지 비용을 절감할 수 있다. 이러한 설계와 운전, 유지보수 체계를 갖춘 갱내 배기식 송풍기는 지하 광산의 열과 유해 가스를 효과적으로 제거하는 신뢰성 높은 환기 장비로 기능한다.
