鋼絲繩式施工升降機吊盤墜落事故分析

1 事故經過

2010年8月19日下午15時左右，撫順某建筑公司承建某小區(qū)24#樓，現(xiàn)場施工用鋼絲繩式施工升降機（以下簡稱升降機），因現(xiàn)場升降機操作人員（以下簡稱操作者）將此時吊盤停留在16層，在未送電的情況下，用腳踏開電磁鐵制動器（此時離合器處于閉合狀態(tài)），導致吊盤從高空超速下降，起升鋼絲繩被拉斷，造成操作者當場死亡，另外一人重傷的安全事故。

2 事故現(xiàn)場勘察

（1）發(fā)生事故前升降機工況：吊盤位于16層，距地面高度47.4m左右，吊盤上載荷有部分塑鋼窗副框及兩個工地用的手推車（滿載混凝土）。

（2）吊盤自重：0.5t

（3）兩個手推車滿載混凝土重量：0.5t

（4）起升鋼絲繩被拉斷，現(xiàn)場測量鋼絲繩直徑：12.57mm。

（5）起升鋼絲繩有斷絲，斷絲數(shù)：5根。

（6）吊盤在距地面2m左右時，起升鋼絲繩在導向滑輪附近被拉斷。

（7）事故發(fā)生后卷筒上纏繞的起升鋼絲繩緊密，其鋼絲繩在卷筒上纏繞方向事故前正相反，纏繞長度為51m。其中卷筒安全圈數(shù)：23圈左右。

（8）電磁鐵制動器一側制動閘瓦損壞。制動輪聯(lián)軸器一側損壞，無彈性柱銷緩沖器。

（9）制動輪彈性柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接電動機一側的螺栓M12，而聯(lián)接減速器的一側的柱銷孔Φ25。

（10）事故發(fā)生后離合器處于打開狀態(tài)。

（11）卷揚機手動緊急制動操作裝置損壞。

（12）事故發(fā)生前離合器處于閉合狀態(tài)（根據(jù)升降機專職操作人員周某講述）。

3 事故原因分析

事故發(fā)生前設備狀態(tài)，吊盤位于在建樓房16層距地面高度約為47.4m，載荷約為1t左右。常閉電磁制動器、離合器均處于閉合狀態(tài)。操作者人為打開常閉電磁制動器（電氣設備未送電），導致吊盤自由下落，速度由慢到超速下降、失控。在吊盤下降至10～12層時，操作者采取以下兩步措施：

第一步措施：停止松開制動器，常閉電磁制動器瞬間閉合。目的是使吊盤停止或者減速下降。

此時吊盤下降速度：[V102=2as]

其中：[V10]——吊盤自由下降至第十層的速度；

[a]——取重力加速度g=10m/s2；

s——吊盤下降距離，從16層至10層距離=2.9×6=17.4m。

[V102]=2×10×17.4

[V102]≈18.7（m/s）

吊盤自由下降（自由落體運動）并通過鋼絲繩拖動卷筒出繩并通過減速器制動輪聯(lián)軸器帶動電動機旋轉。

通過計算吊盤此時下降速度、運動分析：因制動輪聯(lián)軸器非剛性連接，不同軸，其徑向可竄動，徑向間隙達6.5mm以上。由于超速旋轉在離心力作用下聯(lián)軸器向外甩出，撞擊制動輪并將制動輪一側邊緣打碎，致使常閉電磁制動器失效。此時吊盤做極速下降，操作失敗。

第二步措施：操作者將卷揚機構離合器手柄，誤認為是卷揚機構手動緊急制動裝置。目的使吊盤停止或者減速下降。其結果使卷筒失去約束，成為自由旋轉體，吊盤自由下降，操作失敗。

此時吊盤下降至臨界地面速度：[V102=2as]

a——取重力加速度g=10m/s2；s——吊盤下降距離取最大值47.4。

[Vmax2]=2×10×47.4

[Vmax]≈31（m/s）

吊盤下降至臨界地面的動能：[E=1/2mv2]

[m]——吊盤載荷的質量1×103kg

[E]=480500（J）

根據(jù)能量守恒原理，吊盤下降的動能將全部轉化為卷筒的旋轉動能。高速旋轉卷筒使所有纏繞鋼絲繩全部放出。在旋轉慣性作用下卷筒以62m/s（鋼絲繩單繩速度）將起升鋼絲繩再次纏繞在卷筒上，方向相反。在吊盤以31m/s速度臨界地面時，被起升鋼絲繩瞬時停止、起升。

此時鋼絲繩受拉力F

能量守恒原理：W=E

其中：W——吊盤被起升所做的功

W=2F×S

S——吊盤被再次起升的距離約為2m左右（根據(jù)升降機附近施工人員王某人講述）

480500=2×F×2

F=120.1（KN）

依據(jù)GB/T20118-2006（一般用途鋼絲繩）中起升鋼絲繩型號及規(guī)格：6*19-13-1870其破斷拉力為104KN。

實際鋼絲繩瞬間拉力120.1KN大于鋼絲繩破斷拉力104KN，鋼絲繩被拉斷。拉斷后的起升鋼絲繩一端甩向卷筒方向，致操作者死亡，同時另外一人重傷。

4 事故結論

（1）造成此次事故的直接原因是：操作者違章操作，將電磁鐵制動器人為打開，致使吊盤自由超速下降，最后導致起升鋼絲繩被拉斷。

（2）造成此次事故的次要原因是：該制動輪聯(lián)軸器無彈性柱銷緩沖器、卷揚機的手動緊急制動操縱裝置損壞。

5 事故教訓

通過上述事故原因分析，我們發(fā)現(xiàn)此次事故的發(fā)生不是偶然的。施工升降機的使用在許多環(huán)節(jié)上存在安全隱患，應當引起我們的重視，避免類似事故的再次發(fā)生。首先使用單位對所使用的施工升降機沒有履行安裝告知手續(xù)，也沒有申請檢驗檢測，屬于無證使用。正是由于沒有進行檢驗檢測，造成設備存在安全隱患，長期帶病運行，給后來的事故發(fā)生埋下隱患。其次使用單位疏于現(xiàn)場安全管理，造成人員進入現(xiàn)場進行違章操作，致使事故發(fā)生。

事故的發(fā)生令人心痛，我們應從中吸取深刻教訓。首先使用單位應嚴格按照《中華人民共和國特種設備安全法》去管理和使用特種設備，其次對于現(xiàn)場重要場所嚴禁外來人員進入，只有這樣才能防止類似事故的發(fā)生。