그 이후 저는 접근 방식을 바꿨습니다. 갱내통기를 하나의 흐름으로 묶었습니다. “필요 환기량 계산 → 압력 손실 계산 → 통기 저항 산출 → 환풍기 선정” 이 순서를 머릿속에 고정했습니다. 갱내통기는 공식 암기 과목이 아니라, 흐름 이해 과목입니다.
오늘 제가 준비한 포스팅에서는 광산보안기사 필기 갱내통기에서 반드시 출제되는 소요 환기량 계산 공식과 환풍기 압력 손실에 따른 통기 저항 산출법을 시험 관점에서 단계별로 정리해보겠습니다.
갱내 소요 환기량 계산 공식 정리
갱내 소요 환기량(Q)은 작업 인원, 가스 발생량, 분진 발생량 등을 기준으로 계산합니다. 시험에서는 주로 가스 희석 기준이 출제됩니다.가스 발생량 기준 공식은 다음과 같습니다. Q = G / (C허용 - C외기) 여기서 Q = 환기량(㎥/min) G = 가스 발생량(㎥/min) C허용 = 허용 농도 C외기 = 외기 농도
또한 인원 기준 환기량은 Q = 1인당 기준 환기량 × 인원수 로 계산합니다. 실제 시험에서는 두 기준 중 큰 값을 적용하는 문제가 자주 나옵니다.
환기량 계산은 항상 ‘가장 불리한 조건’을 기준으로 결정합니다.
갱내 통기 압력 손실 계산 원리
공기가 갱도를 통과하면 마찰에 의해 압력 손실이 발생합니다. 이 손실은 다음과 같이 표현됩니다. ΔP = R × Q² 여기서 ΔP = 압력 손실 R = 통기 저항 Q = 풍량또는 마찰 계수를 이용한 식은 ΔP = (λL/D) × (ρV²/2) 형태로 나타납니다. 시험에서는 단순화된 ΔP = RQ² 형태가 더 자주 출제됩니다.
통기 저항 산출 공식과 적용 방법
통기 저항 R은 다음과 같이 계산합니다. R = ΔP / Q² 갱도의 길이, 단면적, 조도 등에 따라 저항 값이 달라집니다. 특히 길이가 길수록, 단면적이 작을수록 저항은 증가합니다.제가 만든 아래 표를 참고해보세요!
| 항목 | 공식 | 시험 포인트 |
|---|---|---|
| 환기량 Q | G/(C허용-C외기) | 가스 농도 기준 |
| 압력 손실 ΔP | RQ² | 풍량 제곱 비례 |
| 통기 저항 R | ΔP/Q² | 길이·단면 영향 |
환풍기 압력과 통기망 해석
갱내에는 여러 통로가 연결되어 통기망을 형성합니다. 직렬 연결일 경우 저항은 단순 합산됩니다. R총 = R₁ + R₂ + R₃ 병렬 연결일 경우는 다음과 같습니다. 1 / √R총 = 1 / √R₁ + 1 / √R₂ 시험에서는 직렬·병렬 통기망 계산 문제가 자주 출제됩니다.환풍기 선정 시에는 총 저항에 따른 요구 압력을 계산하고, 팬 특성곡선과 비교합니다.
통기망 문제는 직렬과 병렬 구분이 핵심입니다.
시험장에서 계산 문제 푸는 순서
1. 소요 환기량 Q 계산 2. 통기 저항 R 산출 3. 압력 손실 ΔP 계산 4. 직렬·병렬 여부 판단 5. 환풍기 압력 확인이 순서를 고정하면 문제 유형이 바뀌어도 흔들리지 않습니다.
광산보안기사 필기 갱내통기 총정리
광산보안기사 필기 갱내통기에서는 갱내 소요 환기량 계산 공식과 통기 저항 산출법이 핵심입니다. 환기량은 가스 농도 기준으로 계산하고, 압력 손실은 풍량 제곱에 비례합니다. 직렬·병렬 통기망 해석까지 연결하면 응용 문제도 안정적으로 풀 수 있습니다. 공식 암기보다 흐름 이해가 합격을 좌우합니다.
질문 QnA
환기량 계산 시 어떤 기준을 적용하나요?
가스 발생량 기준과 인원 기준 중 더 큰 값을 적용합니다.
압력 손실이 풍량 제곱에 비례하는 이유는 무엇인가요?
마찰 손실이 속도 제곱에 비례하기 때문입니다.
직렬과 병렬 통기망은 어떻게 구분하나요?
공기가 순차적으로 흐르면 직렬, 분기되어 흐르면 병렬입니다.
시험에서 가장 많이 틀리는 부분은 무엇인가요?
직렬·병렬 저항 계산을 혼동하는 경우가 가장 많습니다.
공식을 외우는 것보다 중요한 건 연결입니다. 오늘은 환기량 공식 하나를 외우기보다, 왜 풍량이 늘면 압력 손실이 제곱으로 증가하는지 스스로 설명해보세요. 이해한 공식은 시험장에서 절대 흔들리지 않습니다.
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