一起物料提升機(jī)墜落事故分析與防范措施

張玉霞，岳偉保，王子煜

（1. 河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000； 2. 河南省建筑科學(xué)研究院有限公司，河南 鄭州 450053；3. 鄭州一建集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450046）

物料提升機(jī)是以卷?yè)P(yáng)機(jī)為牽引動(dòng)力，由底架、立柱及天梁組成架體，吊籃沿導(dǎo)軌升降運(yùn)動(dòng)，垂直運(yùn)送物料的起重運(yùn)輸特種設(shè)備。工程施工中主要用來(lái)運(yùn)輸物料，沒(méi)有運(yùn)輸人員相應(yīng)的防護(hù)裝置，傳動(dòng)方式主要是卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩驅(qū)動(dòng)。一般設(shè)置有斷繩保護(hù)安全裝置（防墜落裝置）、?？堪踩b置、緩沖裝置、上下高度及極限限位器、防松繩裝置等安全保護(hù)裝置。因安裝、使用、維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)造成的事故時(shí)有發(fā)生，如何保證建筑施工中物料提升機(jī)的使用安全，已成為施工安全管理的重點(diǎn)之一。

1 事故情況

2019年新鄭市一村民自建房屋施工工地物料提升機(jī)作業(yè)時(shí)，物料提升機(jī)吊籃從6樓墜落至地面，造成較大責(zé)任事故。事故共造成4人死亡、1人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失412.22萬(wàn)元。

發(fā)生事故的物料提升機(jī)型號(hào)SMZ150，吊籃尺寸（長(zhǎng)×寬×高）3.58m×1.8m×1.9m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸（長(zhǎng)×寬×高）0.6m×0.5m×3m，提升速度14m/min。該物料提升機(jī)所用卷?yè)P(yáng)機(jī)為JK-D型，由錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和卷筒組成。卷?yè)P(yáng)機(jī)型號(hào)JK1.6D，額定拉力16kN，繩速度30m/min，容繩量150m，卷筒直徑230mm，卷筒有效寬度350mm，卷筒側(cè)板最外緣直徑370mm。

2 技術(shù)分析

通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)和事故設(shè)備等進(jìn)行勘察及查閱相關(guān)資料，該物料提升機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，是一種三級(jí)齒輪傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)。減速器內(nèi)有齒輪、滾動(dòng)軸承、軸等零部件，軸與軸之間傳動(dòng)依靠齒輪嚙合。電機(jī)主軸通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器I軸----II軸----III軸，III軸帶動(dòng)空心軸，空心軸帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)（卷筒）實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。系統(tǒng)制動(dòng)依靠錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)制動(dòng)裝置控制主軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1 減速器結(jié)構(gòu)示意圖

該卷?yè)P(yáng)機(jī)采用具有停電自制動(dòng)能力的錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)。錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)裝置由套在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的制動(dòng)彈簧、風(fēng)扇制動(dòng)輪和端蓋上的制動(dòng)環(huán)組成。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生軸向磁拉力，壓縮制動(dòng)彈簧，使風(fēng)扇制動(dòng)輪與電機(jī)端蓋上的制動(dòng)環(huán)脫開(kāi)，電機(jī)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。斷電時(shí)，軸向磁拉力消失，轉(zhuǎn)子在制動(dòng)彈簧的推力下產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使風(fēng)扇制動(dòng)輪壓緊制動(dòng)環(huán)產(chǎn)生摩擦力，迫使電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)并綁住轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，保障安全。

發(fā)生事故的物料提升機(jī)架體安裝有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)9節(jié)，架體高度27m，天梁高度約25m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上未見(jiàn)碰撞痕跡，有明顯摩擦痕跡。物料提升機(jī)吊籃瞬時(shí)動(dòng)作防墜落裝置未見(jiàn)碰撞痕跡，4根拉簧僅1根連接正常，2根缺失，1根僅一端固定。該型瞬時(shí)動(dòng)作防墜落裝置工作原理是當(dāng)?shù)趸\起升鋼絲繩發(fā)生意外斷裂時(shí)，吊籃頂部起升滑輪失去鋼絲繩的牽引，自重作用下瞬時(shí)豎向下落，防墜落機(jī)構(gòu)在拉簧作用下旋轉(zhuǎn)，防墜爪伸入導(dǎo)軌架（架體標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）卡在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)橫肢上制停吊籃。該型瞬時(shí)動(dòng)作防墜落裝置不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JGJ88-2010《龍門架及井架物料提升機(jī)安全技術(shù)規(guī)范》要求，屬于禁止使用產(chǎn)品，且存在拉簧銹蝕彈性減小和未安裝完好。按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求物料提升機(jī)應(yīng)安裝漸進(jìn)式防墜安全器。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量鋼絲繩直徑為11mm，長(zhǎng)約122m。鋼絲繩有2個(gè)繩頭，一端繩頭固定在架體頂部升降平臺(tái)（天梁），中間無(wú)斷開(kāi)、無(wú)明顯缺陷，另一端繩頭在架體旁地面，繩頭呈陳舊、扁松狀。

控制箱距離物料提升機(jī)架體過(guò)近，距離約3m，操作人員仰頭不便觀察判斷吊籃上升的準(zhǔn)確位置。吊籃導(dǎo)向輪變形松動(dòng)且與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)導(dǎo)軌架間隙過(guò)大，吊籃偏斜，吊籃頂部自行加焊有2根直徑48mm鋼管。鋼管與導(dǎo)軌架在吊籃運(yùn)行中嚴(yán)重摩擦，增大吊籃運(yùn)行阻力，進(jìn)而增大卷?yè)P(yáng)機(jī)負(fù)荷。

物料提升機(jī)有超載限制器，天梁上鋼絲繩繩端固定只有2個(gè)繩卡且交錯(cuò)設(shè)置。物料提升機(jī)上限位安全距離約1m，天梁結(jié)構(gòu)下面未見(jiàn)沖撞痕跡和變形，吊籃頂部結(jié)構(gòu)未見(jiàn)沖撞痕跡。吊籃安全防護(hù)門缺失，物料提升機(jī)樓層層門缺失，物料提升機(jī)無(wú)停層裝置。物料提升機(jī)架體第一、二道附著無(wú)斜拉桿，自由端高度6.75m。

卷?yè)P(yáng)機(jī)端部減速器的II軸軸承端蓋缺失，軸承損壞，已無(wú)保持架。其軸承內(nèi)外圈表面有明顯滑動(dòng)摩擦、點(diǎn)蝕痕跡。拆開(kāi)放油螺絲，流出呈黑色污染嚴(yán)重的粘稠齒輪油。卷筒正反向可任意轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)制動(dòng)。

拆下電機(jī)風(fēng)扇防護(hù)罩檢查，扇葉受制動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但卷筒可以轉(zhuǎn)動(dòng)。拆下電機(jī)檢查，電機(jī)軸和卷筒內(nèi)傳動(dòng)軸花鍵聯(lián)軸器正常，傳動(dòng)軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)。拆下卷筒，打開(kāi)減速器檢查發(fā)現(xiàn)，減速器傳輸動(dòng)力的斜齒軸斜齒嚙合處磨平，邊緣未磨平齒呈明亮尖刀狀，與其嚙合的大齒輪表面有明顯非正常磨損；減速器軸承損壞，軸承內(nèi)、外圈滾道有明顯壓痕。

該卷?yè)P(yáng)機(jī)為三級(jí)傳動(dòng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器II軸軸承損壞，該級(jí)齒輪軸偏斜，齒輪與I軸斜齒輪嚙合出現(xiàn)過(guò)大間隙，磨損嚴(yán)重。當(dāng)次提升載荷較大，I軸齒輪斜齒磨平損壞，卷筒失去提升動(dòng)力，吊籃瞬間自由下墜，吊籃防墜裝置失效不能將吊籃制停在導(dǎo)軌架上，人、物隨同吊籃墜至地面。吊籃高速下墜，卷筒轉(zhuǎn)速急劇增大。吊籃墜地后，在慣性作用下，卷筒繼續(xù)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，將卷筒上纏繞的鋼絲繩甩出，并將繩頭從繩端壓板抽出，壓板及其固定鋼絲繩處均有明顯摩擦痕跡。

項(xiàng)目施工違規(guī)乘坐吊籃行為無(wú)人制止，5名作業(yè)工人帶了一斗車砌筑砂漿和一板車多孔磚乘坐物料提升機(jī)吊籃往7樓運(yùn)料。當(dāng)上升到6樓高度時(shí)，吊籃突然下墜直至地面，造成人員傷亡。

該項(xiàng)目不具備安全施工條件，無(wú)施工組織設(shè)計(jì)方案，未制定應(yīng)急預(yù)案；物料提升機(jī)無(wú)安全技術(shù)檔案資料，未選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的合格設(shè)備；未制定安裝方案，無(wú)安全操作規(guī)程，未安排持證專業(yè)人員操作物料提升機(jī)；設(shè)備缺少檢查和維護(hù)保養(yǎng)，長(zhǎng)期“帶病”運(yùn)行；施工現(xiàn)場(chǎng)未設(shè)置安全防護(hù)措施和警示標(biāo)示，作業(yè)前未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行隱患排查；未對(duì)施工人員進(jìn)行安全教育，未采取有效安全防范措施，盲目組織工人冒險(xiǎn)作業(yè)。

3 事故原因及防范措施

綜合上述分析，造成該事故的主要原因是：物料提升機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器軸承損壞，齒輪損壞，齒輪傳動(dòng)失效；物料提升機(jī)吊籃防墜落裝置失效；作業(yè)工人違規(guī)乘坐物料提升機(jī)，操作人員盲目啟動(dòng)物料提升機(jī)上升。

此事故再次用血的教訓(xùn)說(shuō)明物料提升機(jī)安全管理的重要性，各方主體必須建立和落實(shí)企業(yè)全員安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立并嚴(yán)格遵守起重設(shè)備安全管理制度。物料提升機(jī)應(yīng)使用噪聲振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器來(lái)測(cè)量減速機(jī)噪聲和振動(dòng)，軸承內(nèi)外圈配合表面磨損、軸線偏離正確的位置、滾動(dòng)體表面金屬剝落和干摩擦等故障會(huì)造成振動(dòng)頻率的變化或異響。提取齒輪箱軸承座上或齒輪箱殼體中上部的振動(dòng)信號(hào)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理技術(shù)，分析可能出現(xiàn)的故障特征信息，以判斷發(fā)生故障的性質(zhì)及部位。當(dāng)噪聲達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)自動(dòng)報(bào)警，當(dāng)振動(dòng)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)自動(dòng)報(bào)警，軸承損壞和齒輪損壞的噪聲及振動(dòng)異常值不一樣，預(yù)判是軸承損壞還是齒輪損壞，提醒作業(yè)人員檢查維修設(shè)備，預(yù)防設(shè)備故障及安全事故的發(fā)生。施工應(yīng)安裝物料提升機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)吊籃起升載荷、高度和限位裝置等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效控制升降機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的超載、載人、超速度（防墜）、高度限位、門鎖檢測(cè)、傾斜等危險(xiǎn)，并能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的準(zhǔn)確平層功能，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、管理和控制，提升管理效能。使用單位要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備日常和定期檢查及維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除設(shè)備存在的安全隱患。施工單位應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行安全管理規(guī)章制度和安全操作規(guī)程，加強(qiáng)對(duì)違章操作行為的糾正和查處。作業(yè)人員在使用設(shè)備前要對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查和試運(yùn)轉(zhuǎn)，避免隱患設(shè)備投入使用。施工單位應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)人員的安全教育和培訓(xùn)，切實(shí)執(zhí)行安全技術(shù)交底制度，杜絕違章作業(yè)。

施工企業(yè)必須高度重視建筑施工物料提升機(jī)的安全使用。建設(shè)單位、監(jiān)理單位、總承包單位、分包單位切實(shí)履行企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任，加大對(duì)建筑施工物料提升機(jī)作業(yè)的全過(guò)程管控。