一起物料提升机坠落事故分析与防范措施

张玉霞，岳伟保，王子煜

（1. 河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000； 2. 河南省建筑科学研究院有限公司，河南 郑州 450053；3. 郑州一建集团有限公司，河南 郑州 450046）

物料提升机是以卷扬机为牵引动力，由底架、立柱及天梁组成架体，吊篮沿导轨升降运动，垂直运送物料的起重运输特种设备。工程施工中主要用来运输物料，没有运输人员相应的防护装置，传动方式主要是卷扬机钢丝绳驱动。一般设置有断绳保护安全装置（防坠落装置）、停靠安全装置、缓冲装置、上下高度及极限限位器、防松绳装置等安全保护装置。因安装、使用、维护保养不当造成的事故时有发生，如何保证建筑施工中物料提升机的使用安全，已成为施工安全管理的重点之一。

1 事故情况

2019年新郑市一村民自建房屋施工工地物料提升机作业时，物料提升机吊篮从6楼坠落至地面，造成较大责任事故。事故共造成4人死亡、1人重伤，直接经济损失412.22万元。

发生事故的物料提升机型号SMZ150，吊篮尺寸（长×宽×高）3.58m×1.8m×1.9m，标准节尺寸（长×宽×高）0.6m×0.5m×3m，提升速度14m/min。该物料提升机所用卷扬机为JK-D型，由锥形转子电机、联轴器、减速器和卷筒组成。卷扬机型号JK1.6D，额定拉力16kN，绳速度30m/min，容绳量150m，卷筒直径230mm，卷筒有效宽度350mm，卷筒侧板最外缘直径370mm。

2 技术分析

通过对事故现场和事故设备等进行勘察及查阅相关资料，该物料提升机卷扬机减速器的结构示意图如图1所示，是一种三级齿轮传动减速机构。减速器内有齿轮、滚动轴承、轴等零部件，轴与轴之间传动依靠齿轮啮合。电机主轴通过联轴器带动减速器I轴----II轴----III轴，III轴带动空心轴，空心轴带动工作机构（卷筒）实现传动。系统制动依靠锥形转子电机制动装置控制主轴来实现。

图1 减速器结构示意图

该卷扬机采用具有停电自制动能力的锥形转子三相异步电动机。锥形转子电动机的制动装置由套在电机转子上的制动弹簧、风扇制动轮和端盖上的制动环组成。电动机运行时，锥形转子电动机的气隙磁场产生轴向磁拉力，压缩制动弹簧，使风扇制动轮与电机端盖上的制动环脱开，电机能自由转动。断电时，轴向磁拉力消失，转子在制动弹簧的推力下产生轴向移动，使风扇制动轮压紧制动环产生摩擦力，迫使电机迅速停转并绑住转子实现制动功能，保障安全。

发生事故的物料提升机架体安装有标准节9节，架体高度27m，天梁高度约25m，标准节上未见碰撞痕迹，有明显摩擦痕迹。物料提升机吊篮瞬时动作防坠落装置未见碰撞痕迹，4根拉簧仅1根连接正常，2根缺失，1根仅一端固定。该型瞬时动作防坠落装置工作原理是当吊笼起升钢丝绳发生意外断裂时，吊篮顶部起升滑轮失去钢丝绳的牵引，自重作用下瞬时竖向下落，防坠落机构在拉簧作用下旋转，防坠爪伸入导轨架（架体标准节）卡在标准节横肢上制停吊篮。该型瞬时动作防坠落装置不符合现行标准JGJ88-2010《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》要求，属于禁止使用产品，且存在拉簧锈蚀弹性减小和未安装完好。按照现行标准要求物料提升机应安装渐进式防坠安全器。经现场测量钢丝绳直径为11mm，长约122m。钢丝绳有2个绳头，一端绳头固定在架体顶部升降平台（天梁），中间无断开、无明显缺陷，另一端绳头在架体旁地面，绳头呈陈旧、扁松状。

控制箱距离物料提升机架体过近，距离约3m，操作人员仰头不便观察判断吊篮上升的准确位置。吊篮导向轮变形松动且与标准节导轨架间隙过大，吊篮偏斜，吊篮顶部自行加焊有2根直径48mm钢管。钢管与导轨架在吊篮运行中严重摩擦，增大吊篮运行阻力，进而增大卷扬机负荷。

物料提升机有超载限制器，天梁上钢丝绳绳端固定只有2个绳卡且交错设置。物料提升机上限位安全距离约1m，天梁结构下面未见冲撞痕迹和变形，吊篮顶部结构未见冲撞痕迹。吊篮安全防护门缺失，物料提升机楼层层门缺失，物料提升机无停层装置。物料提升机架体第一、二道附着无斜拉杆，自由端高度6.75m。

卷扬机端部减速器的II轴轴承端盖缺失，轴承损坏，已无保持架。其轴承内外圈表面有明显滑动摩擦、点蚀痕迹。拆开放油螺丝，流出呈黑色污染严重的粘稠齿轮油。卷筒正反向可任意转动，无制动。

拆下电机风扇防护罩检查，扇叶受制动不能转动，但卷筒可以转动。拆下电机检查，电机轴和卷筒内传动轴花键联轴器正常，传动轴不能转动。拆下卷筒，打开减速器检查发现，减速器传输动力的斜齿轴斜齿啮合处磨平，边缘未磨平齿呈明亮尖刀状，与其啮合的大齿轮表面有明显非正常磨损；减速器轴承损坏，轴承内、外圈滚道有明显压痕。

该卷扬机为三级传动，卷扬机减速器II轴轴承损坏，该级齿轮轴偏斜，齿轮与I轴斜齿轮啮合出现过大间隙，磨损严重。当次提升载荷较大，I轴齿轮斜齿磨平损坏，卷筒失去提升动力，吊篮瞬间自由下坠，吊篮防坠装置失效不能将吊篮制停在导轨架上，人、物随同吊篮坠至地面。吊篮高速下坠，卷筒转速急剧增大。吊篮坠地后，在惯性作用下，卷筒继续高速转动，将卷筒上缠绕的钢丝绳甩出，并将绳头从绳端压板抽出，压板及其固定钢丝绳处均有明显摩擦痕迹。

项目施工违规乘坐吊篮行为无人制止，5名作业工人带了一斗车砌筑砂浆和一板车多孔砖乘坐物料提升机吊篮往7楼运料。当上升到6楼高度时，吊篮突然下坠直至地面，造成人员伤亡。

该项目不具备安全施工条件，无施工组织设计方案，未制定应急预案；物料提升机无安全技术档案资料，未选择符合标准的合格设备；未制定安装方案，无安全操作规程，未安排持证专业人员操作物料提升机；设备缺少检查和维护保养，长期“带病”运行；施工现场未设置安全防护措施和警示标示，作业前未对现场进行隐患排查；未对施工人员进行安全教育，未采取有效安全防范措施，盲目组织工人冒险作业。

3 事故原因及防范措施

综合上述分析，造成该事故的主要原因是：物料提升机卷扬机减速器轴承损坏，齿轮损坏，齿轮传动失效；物料提升机吊篮防坠落装置失效；作业工人违规乘坐物料提升机，操作人员盲目启动物料提升机上升。

此事故再次用血的教训说明物料提升机安全管理的重要性，各方主体必须建立和落实企业全员安全生产责任制，建立并严格遵守起重设备安全管理制度。物料提升机应使用噪声振动监测仪器来测量减速机噪声和振动，轴承内外圈配合表面磨损、轴线偏离正确的位置、滚动体表面金属剥落和干摩擦等故障会造成振动频率的变化或异响。提取齿轮箱轴承座上或齿轮箱壳体中上部的振动信号，运用适当的信号处理技术，分析可能出现的故障特征信息，以判断发生故障的性质及部位。当噪声达到设定阈值时自动报警，当振动达到设定阈值时自动报警，轴承损坏和齿轮损坏的噪声及振动异常值不一样，预判是轴承损坏还是齿轮损坏，提醒作业人员检查维修设备，预防设备故障及安全事故的发生。施工应安装物料提升机安全监控系统对吊篮起升载荷、高度和限位装置等参数实时监测预警，安全监控系统能够有效控制升降机运行过程中的超载、载人、超速度（防坠）、高度限位、门锁检测、倾斜等危险，并能自动实现升降机的准确平层功能，实现升降机运动状态的远程监测、管理和控制，提升管理效能。使用单位要加强对设备日常和定期检查及维护保养，及时发现、消除设备存在的安全隐患。施工单位应严格落实执行安全管理规章制度和安全操作规程，加强对违章操作行为的纠正和查处。作业人员在使用设备前要对设备进行严格检查和试运转，避免隐患设备投入使用。施工单位应加强作业人员的安全教育和培训，切实执行安全技术交底制度，杜绝违章作业。

施工企业必须高度重视建筑施工物料提升机的安全使用。建设单位、监理单位、总承包单位、分包单位切实履行企业安全生产主体责任，加大对建筑施工物料提升机作业的全过程管控。