고풍압 송풍기는 높은 정압을 발생시켜 긴 덕트와 갱도, 복잡한 환기 네트워크에서 발생하는 큰 저항을 극복하기 위해 사용되는 송풍기로, 깊은 갱도와 다단 환기 시스템을 가진 광산에서 중요한 역할을 한다. 일반적인 저압 송풍기로는 요구 풍량을 확보하기 어려운 경우, 고풍압 송풍기를 사용하여 말단 작업 구역까지 충분한 공기를 공급하거나 오염 공기와 가스를 안정적으로 배출할 수 있다. 고풍압 송풍기는 축류 형식과 원심 형식으로 제작될 수 있으며, 광산 환기에서는 대향회전 축류 형식과 다단 원심 형식이 대표적인 구성이다.
광산용 고풍압 송풍기는 설계 단계에서 환기 네트워크의 전체 저항과 각 분기점의 요구 풍량을 정밀하게 계산하는 것이 중요하다. 갱도 길이와 단면, 라이너 상태, 덕트 재질과 연결 방식, 국부 저항 요소인 밸브와 굴착 구간, 채굴 작업장 환기 설비 등을 모두 고려하여 총 압력 손실을 계산한 뒤, 그보다 여유가 있는 정압을 낼 수 있는 송풍기를 선정해야 한다. 이 과정에서 대향회전 축류 송풍기를 사용하면 동일 전력에서 더 높은 정압을 확보할 수 있어, 에너지 효율과 설치 공간 측면에서 유리하다. 다단 원심 송풍기는 매우 높은 압력이 필요한 특수 구간에 적용할 수 있으며, 국부 가압 설비로도 사용된다.
고풍압 송풍기의 운전에서는 안정성과 진동 관리가 특히 중요하다. 높은 정압과 회전수로 운전되는 송풍기는 작은 불균형과 설치 오차에도 민감하게 반응할 수 있기 때문에, 임펠러 동적 밸런스와 축 정렬, 베어링 지지 구조를 정밀하게 관리해야 한다. 운전 중에는 진동과 소음, 전동기 전류와 온도 데이터를 지속적으로 모니터링하여, 불균형과 마모, 베어링 손상 등 이상 징후를 조시에 발견하고 조치해야 한다. 또한 고풍압 송풍기는 덕트나 갱도 붕괴, 갑작스러운 밸브 개폐 등 환기 네트워크의 상태 변화에 민감하므로, 환기 설계와 운영 단계에서 압력 변동과 소음, 누설을 고려한 종합적인 관리가 필요하다.
광산 안전 측면에서도 고풍압 송풍기는 가스 축적과 분진 농도 상승을 방지하는 데 기여한다. 말단 작업 구역과 막장 주변에 충분한 풍량과 적절한 속도를 유지함으로써, 메탄과 기타 유해 가스가 국부적으로 쌓이는 것을 막고, 폭발과 중독 사고 위험을 줄일 수 있다. 또한 고풍압 송풍기를 인버터 제어와 연동하면, 작업 구역 변경과 생산 단계에 맞추어 압력과 풍량을 세밀하게 조절할 수 있어, 에너지 절감과 환기 효율 향상에 도움이 된다.
특히 깊은 수직 샤프트와 장거리 수평 갱도가 혼재하는 현대 광산에서는, 고풍압 송풍기를 여러 지점에 단계적으로 배치하여 압력 손실을 분산시키는 방식도 활용된다. 설계자는 현장 시험과 계산 결과를 비교 검증하여 최적의 배치와 운전 조건을 찾아야 하며, 이를 통해 안전성과 경제성을 동시에 확보할 수 있다. 이러한 설계와 운전, 유지보수 체계를 갖춘 고풍압 송풍기는 복잡한 광산 환기 시스템에서 신뢰성 높은 핵심 장비로 활용될 수 있다.
