환기 시스템은 송풍기와 덕트, 갱도와 환기 문, 제어 장치와 감시 설비가 유기적으로 연결되어 공기의 흐름을 만들어 내는 종합적인 설비를 의미한다. 광산과 터널, 지하 구조물 공사에서는 환기 시스템이 작업자의 안전과 생산 효율을 좌우하므로, 설계부터 시공, 운전과 유지보수까지 전 과정이 체계적으로 관리되어야 한다. 특히 갱내에서는 폭발성 가스와 독성 가스, 분진과 열이 동시에 존재하기 때문에, 환기 시스템이 충분한 풍량과 전압을 제공하고, 각 작업 구역에 요구되는 공기의 질을 안정적으로 유지하는지가 매우 중요하다. 이를 위해 주 환기 송풍기와 국부 환기 송풍기, 보조 환기 설비가 조화롭게 배치되어야 하며, 전체 배관망의 흐름을 하나의 통합된 시스템으로 바라보는 시각이 필요하다.
효율적인 환기 시스템을 구축하려면 먼저 광산의 채굴 계획과 갱도 구조, 생산 능력을 정확히 분석해야 한다. 주 환기 설비는 광산 전체의 기본 공기 흐름을 형성하며, 외부의 신선한 공기를 갱내로 공급하거나 오염된 공기를 갱외로 배출한다. 국부 환기 설비는 굴진과 채광, 장비 운전이 이루어지는 얼굴에 직접 신선한 공기를 보내고, 발생하는 가스와 분진을 빠르게 제거한다. 이 과정에서 환기 덕트와 갱도, 샤프트와 연결 갱도의 저항을 계산하여, 실제 운전 시에 필요한 전압을 확보할 수 있도록 송풍기 용량을 선정해야 한다. 또한 환기 문과 차단 구조를 적절히 배치하여, 공기가 불필요한 루프를 형성하지 않도록 해야 한다.
현대적인 환기 시스템에는 감시와 제어 기능이 필수적으로 포함된다. 가스와 산소 농도, 풍량과 압력, 온도와 습도를 측정하는 센서를 주요 위치에 설치하고, 이 데이터를 중앙 제어실로 전송하면, 운영자는 실시간으로 환기 상태를 확인할 수 있다. 또한 송풍기의 운전 모드를 자동으로 전환하고, 인버터 제어를 통해 풍량을 조정하면, 작업 조건에 맞는 공기 공급을 유지하면서도 에너지 소비를 줄일 수 있다. 비상 상황에서는 사전에 설정된 시나리오에 따라 환기 방향을 전환하거나, 특정 구역을 신속히 환기시키는 기능이 필요하다. 이러한 기능은 모두 환기 시스템의 설계 단계에서 고려되어야 한다.
환기 시스템의 성능을 장기간 유지하려면 정기적인 점검과 유지보수가 뒤따라야 한다. 덕트의 손상과 누설, 환기 문의 오작동, 송풍기 성능 저하와 베어링 마모, 전기 설비 노후화 등은 시간이 지날수록 서서히 진행되며, 초기에는 눈에 잘 띄지 않을 수 있다. 정기 점검 계획을 수립하고, 풍량과 전압, 가스 농도와 온도 데이터를 기록·분석하면, 설계와 다른 변화를 조기에 발견할 수 있다. 필요한 경우 환기 설계를 재검토하고, 송풍기 교체나 덕트 개조, 추가 국부 환기 설비 도입을 통해 시스템을 개선해야 한다. 이렇게 환기 시스템을 적극적으로 관리하면, 광산은 안전과 생산성을 동시에 확보하고, 에너지 절감과 법규 준수라는 목표도 함께 달성할 수 있으며, 장기적인 설비 투자 계획도 보다 합리적으로 수립할 수 있다.
