1、引言
    礦用帶式輸送機(jī)由于運(yùn)輸距離長、輸送量大及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已成為煤礦生產(chǎn)中的重要運(yùn)輸、提升設(shè)備之一，目前其使用量仍在逐年增加。大量輸送帶在井巷中使用，致使井下發(fā)生火災(zāi)的可能性越來越大，一旦著火將造成重大的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，帶式輸送機(jī)著火約占煤礦井下火災(zāi)的20%，由此而帶來的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)億元，而造成的社會(huì)影響更是無法估計(jì)。
    通常，膠帶火災(zāi)主要由膠帶摩擦生熱引燃膠帶所致，而膠帶在主滾筒上打滑是膠帶摩擦生熱的主要表現(xiàn)形式。當(dāng)火災(zāi)蔓延的一定強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生的CO和煙流濃度迅速達(dá)到危險(xiǎn)水平，并因火勢(shì)蔓延達(dá)到致人死命的濃度。對(duì)于帶式輸送機(jī)火災(zāi)，人員撤離和火災(zāi)控制措施應(yīng)在膠帶明火燃燒蔓延階段以前進(jìn)行。因此，帶式輸送機(jī)火災(zāi)的報(bào)警必須在早期階段進(jìn)行才能及時(shí)撲滅，以盡可能減少火災(zāi)帶來的損失。本文就CO作為帶式輸送機(jī)火災(zāi)早期探測(cè)的參數(shù)之一專作論述，以供探討。
2、帶式輸送機(jī)燃燒理論
    帶式輸送機(jī)的膠帶主要分為聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡膠(NP)和苯乙烯——丁二烯橡膠（SBR簡稱丁苯橡膠）三類。我國煤礦主要應(yīng)用聚氯乙烯膠帶(PVC)。
    由于PVC膠帶含有大量高分子氯聚合物，在環(huán)境溫度接近180℃時(shí)就會(huì)發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生HC1氣體。在初期燃燒階段，HCI釋放率最高，其釋放率取決于PVC膠帶的含氯量、燃燒速率、可燃物數(shù)量及其與火源的距離等參數(shù)。PVC熱解還因加入增塑劑（酞酯）產(chǎn)生大量的CO、酞酐和不飽和碳?xì)浠�合物。在初期燃燒階段，CO生成量較少，但當(dāng)幾分鐘后，溫度超過+ 400℃時(shí)，緊接著脫HC1階段，將產(chǎn)生大量CO。PVC受熱釋放氣體順序與溫升關(guān)系示意圖如圖1所示。資料表明：在實(shí)驗(yàn)室條件下，燃燒60s時(shí)，硬PVC產(chǎn)生的co濃度可達(dá)193ppm，而軟PVC膠帶產(chǎn)生的CO濃度可達(dá)367ppm，邢臺(tái)煤礦膠帶燃燒CO濃度隨時(shí)間變化規(guī)律見圖2，從圖中看出，在PVC燃燒的初期將產(chǎn)生大量的CO氣體，在燃燒170s左右CO濃度可達(dá)170ppm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)境中的CO濃度水平。
    氯丁橡膠(NP)膠帶在+180℃就可緩慢分解，與PVC膠帶相似，在火災(zāi)初期主要生成HCI，在+250℃時(shí)，HC1是生成氯化物的主要成分，溫度繼續(xù)升高，熱分解會(huì)產(chǎn)生大量的CO，資料表明NP在燃燒60s時(shí)，產(chǎn)生的CO濃度可達(dá)290ppm。
    苯乙烯——丁二烯橡膠( SBR)膠帶含有可燃性樹脂、氯化物添加劑、增塑劑、有機(jī)硫活化劑，在火災(zāi)初期燃燒主要生成物為HC1，但其含量少于NP和PCV膠帶，在更高的溫度下，產(chǎn)生的主要有毒產(chǎn)物為C0。
    從以上分析可見，無論是PVC、NP還是SBR，在摩擦升溫導(dǎo)致熱分解和燃燒時(shí)均會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)高于平常濃度的CO氣體，這是CO氣體作為帶式輸送機(jī)火災(zāi)探測(cè)重要參數(shù)可行性的一個(gè)重要依據(jù)。
3、CO作為帶式輸送機(jī)火災(zāi)探測(cè)參數(shù)的優(yōu)越性
    (1) CO作為帶式輸送機(jī)火災(zāi)探測(cè)參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)
    1)空氣中CO含量變化早于煙霧和火焰輸出，它比感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器的響應(yīng)速度都高；
    2) CO比空氣輕，擴(kuò)散性比煙霧能力強(qiáng)，能更有效的到達(dá)探測(cè)器；
    3) CO分子是通過擴(kuò)散方式由火源傳播到探測(cè)器的，因而不會(huì)像煙霧探測(cè)器那樣因空氣對(duì)流不利而不報(bào)警，它是煙流受熱分層效應(yīng)阻礙的區(qū)域里火災(zāi)和有限區(qū)域里發(fā)生火災(zāi)的有效探測(cè)方法；
    4)對(duì)感煙探測(cè)方法產(chǎn)生誤報(bào)的誤報(bào)源并不產(chǎn)生CO，因此對(duì)CO探測(cè)器探測(cè)火災(zāi)不產(chǎn)生影響；
    5)不存在放射性污染問題。
    (2)國外研究情況
    1)英國的研究人員做了有限區(qū)域（封閉衣柜起火）燃燒試驗(yàn)，當(dāng)設(shè)定CO濃度為50ppm報(bào)警時(shí)，對(duì)比CO探測(cè)器與感煙探測(cè)器的靈敏度表明：在光電感煙探測(cè)器和離子感煙探測(cè)器響應(yīng)前25min，CO的濃度就達(dá)到了50ppm，CO探測(cè)器就可以響應(yīng)。這項(xiàng)試驗(yàn)證明了應(yīng)用CO探測(cè)器的優(yōu)越性。近年來CO傳感技術(shù)有了一定的突破，能探測(cè)到Sppm濃度的CO氣體，而且使用壽命也有所增加，這進(jìn)一步為在實(shí)際應(yīng)用中使用CO探測(cè)器提供了可能。
    英國研究人員還用歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN54規(guī)定的6種試驗(yàn)火對(duì)感溫探測(cè)器、光束式感煙探測(cè)器、紫外感光探測(cè)器、光束式感溫探測(cè)器、離子感煙探測(cè)器、光電感煙探測(cè)器及CO探測(cè)器進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表1，從表1說明：CO探測(cè)器是受試的7種探測(cè)器中唯一對(duì)6種試驗(yàn)火都做出響應(yīng)的探測(cè)器，這進(jìn)一步證實(shí)了CO作為帶式輸送機(jī)火災(zāi)探測(cè)參數(shù)的優(yōu)越性。
    2)德國研究人員也用EN54規(guī)定的6種試驗(yàn)火對(duì)點(diǎn)型感溫、點(diǎn)型光電感煙、點(diǎn)型離子感煙以及CO探測(cè)器作了對(duì)照試驗(yàn)，認(rèn)為CO也是惟一對(duì)6種試驗(yàn)火都響應(yīng)的探測(cè)器。