석탄광 주 환기 송풍기는 석탄광 전체 갱내에 대한 환기 흐름을 형성하고, 메탄과 분진이 축적되지 않도록 신선한 공기를 공급하며 오염된 공기를 배출하는 가장 중요한 송풍기이다. 이 송풍기는 일반적으로 지상 환기실에 설치되며, 배기 샤프트 또는 입기 샤프트와 연결되어 석탄광 전체의 압력 분포와 풍량 분배를 좌우한다. 주 환기 송풍기가 정지하거나 성능이 크게 저하되면 갱내 가스 농도와 온도가 빠르게 상승하기 때문에, 석탄광 안전 관리에서 가장 우선적으로 보호해야 하는 설비로 취급된다.
석탄광에서는 대형 축류 형식의 석탄광 주 환기 송풍기가 널리 사용된다. 긴 갱도와 복잡한 환기 네트워크에서 발생하는 저항을 극복하기 위해 높은 풍량과 풍압이 동시에 요구되며, 이를 위해 대향회전 구조와 가변 익형 기술이 적용되는 경우가 많다. 대향회전 축류 형식은 두 개의 임펠러가 반대 방향으로 회전하면서 압력을 단계적으로 상승시키고, 회전 성분을 상쇄하여 효율을 높인다. 가변 익형 구조를 적용하면 생산 단계와 계절, 작업 구역 변화에 맞추어 임펠러 각도를 조절해 풍량과 압력을 세밀하게 제어할 수 있다.
석탄광 주 환기 송풍기에는 방폭 전동기와 안전한 전기 설비가 필수적으로 적용된다. 배기 샤프트를 통해 메탄이 연속적으로 방출되는 환경에서는 지상 환기실 주변에도 폭발성 분위기가 형성될 수 있으므로, 전동기와 단자함, 제어반은 방폭 규격을 충족해야 한다. 또한 베어링 온도와 전동기 전류, 진동과 소음, 풍량과 풍압을 실시간으로 감시하는 계측 시스템을 구축하여 운전 상태를 지속적으로 모니터링해야 한다. 이러한 데이터는 이상 징후를 조기에 발견하고, 계획 정비와 설비 개조에 활용되는 중요한 기준이 된다.
석탄광 주 환기 송풍기의 설계와 선정은 환기 계산과 가스 분포 해석을 바탕으로 이루어진다. 설계자는 갱도 길이와 단면, 환기 네트워크 구조, 예상 생산량과 가스 방출량을 종합적으로 분석하여 설계 풍량과 설계 압력을 결정해야 한다. 또한 장기간 운영을 고려해 일정 수준의 여유도를 확보하고, 향후 갱도 확장과 생산량 증가에도 대응할 수 있도록 용량을 계획해야 한다. 필요에 따라 두 대의 송풍기를 병렬 또는 직렬로 구성하고, 예비 송풍기를 별도로 설치하여 긴급 상황에서도 환기 기능을 유지할 수 있는 구조를 채택하는 것이 바람직하다.
운영과 유지보수 측면에서는 석탄광 주 환기 송풍기의 연속 운전에 적합한 관리 체계를 갖추는 것이 중요하다. 정기 점검 계획을 통해 베어링 윤활과 교체, 임펠러 청소와 균형 보정, 케이싱과 기초 구조 점검을 체계적으로 수행해야 한다. 또한 예상치 못한 고장을 줄이기 위해 진동과 온도, 전류 데이터를 분석해 예지 보전을 적용하면, 계획 정지 기간에 필요한 부품 교체와 수리를 미리 수행할 수 있다. 이러한 노력은 석탄광 주 환기 송풍기가 오랜 기간 안정적인 성능을 유지하고, 석탄광 환기 안전의 중심 설비로서 제 역할을 다하도록 만드는 핵심 요소이다.
