一起“高空飞翔”大型游乐设施乘客滞留事故的分析

2024-05-13陈亚文肖化明喻颖

中国设备工程 2024年9期

陈亚文，肖化明，喻颖

（湖南省特种设备检验检测研究院，湖南长沙 410013）

2021年5月2日11:06，某游乐园一台“高空飞翔”大型游乐设施在运行期间，突发故障造成27名乘客高空滞留。使用单位开展应急救援行动，14:45左右，消防救援人员将27名乘客全部安全疏散至地面。本次事故造成乘客被困时长达3.5h，整个过程无人员受伤。

1 设备情况

设备名称：高空飞翔（属于大型游乐设施中的飞行塔类）。

设备型号：GKFX（B）-36。

出厂编号：WHGKFX（B）-03。

主要技术参数：载客人数：36人，设备高度：40m，运行高度：29.5m，最大运行速度：13m/s，座舱升降速度0.75m/s，驱动功率：60kw，运行周期：180s，占地面积：26m×30m，回转直径13.1m。

基本情况：该设备于2014年11月检验合格出厂，2015年1月经当地特种设备监督检验机构验收检验合格，2015年2月办理特种设备使用登记证后投入使用。

2 现场勘验情况

2.1 设备勘验情况

（1）基础情况：地面平整，未见开裂、下陷等异常情况，地脚螺栓未见异常。（2）设备外观良好，未发现明显异常，主体钢结构基本完好。（3）由于设备防坠落保护系统启动，防坠落齿条在距地面20m左右存在0.5m左右的塑性变形。（4）曳引轮及曳引钢丝绳充满油泥和污垢（见图1、图2），现场发现涉事设备附近有一桶润滑油脂（未用完），确认为非钢丝绳专用增摩脂。查阅产品使用维护保养说明书（以下简称说明书），对曳引钢丝绳润滑要求如下：“6.10润滑部位和周期根据说明书中“润滑图”的要求，应对各部位进行润滑并作好记录。在初次安装时由安装人员将各部位的润滑油脂加足，此后的润滑油脂添加需由用户自行操作完成。为了增加曳引机与曳引钢丝绳之间的摩擦力，在曳引轮与曳引钢丝绳之间应加注专用的钢丝绳增摩脂，禁止加注其他非专用油脂。”（5）现场勘察发现涉事设备的曳引钢丝绳已经出现严重松弛现象，如图3所示。曳引钢丝绳调节限位平面和拉杆限位螺母的安装位置如图4所示，现场检测结果显示限位螺母距离限位平面达120mm，证明钢丝绳明显未调整到位。查阅说明书，其对曳引钢丝绳松紧度的调整要求如下：“曳引钢丝绳松弛或张力不均匀：应重新调整钢丝绳张力，使钢丝绳拉杆限位螺母与限位平面接触良好后，再调整左右扣螺丝1～3圈，使曳引钢丝绳进一步张紧”。（6）查阅产品说明书，其中“8.2主要受力件、关键件的使用年限”对曳引钢丝绳（8×19S+NF-14mm-1640(双)ZS×77m）的规定如下：①“钢丝绳设计使用寿命为18个月，寿命到期后必须由具备相应资质的厂家进行更换。而说明书“6.6机械系统的维护与保养”又规定：②每周检查钢丝绳的磨损情况，并必须严格按照GB8408《大型游乐设施安全规范》中表15“钢丝绳的断丝和磨损允许值”规定执行；另外，曳引钢丝绳使用期满后必须更换全新的同规格钢丝绳。”现场勘验了解到，涉事设备从安装完成交付使用至事发时，运营使用单位从未联系设备制造厂家更换曳引钢丝绳，表明该曳引钢丝绳使用已经超出产品说明书规定的设计使用寿命，且未及时进行更换。（7）现场勘验发现，曳引钢丝绳（直径14mm）的绳夹数量及间距不符合GB 8408-2018《大型游乐设施安全规范》要求，如图5所示。根据GB 8408-2018《大型游乐设施安全规范》7.9.6款对钢丝绳绳端固定的要求，当曳引钢丝绳直径为14mm的，绳夹数量应为4个，绳夹间距应为80～100mm。现场勘验发现涉事设备曳引钢丝绳的绳夹安装不当，明显不符合规范要求。（8）现场检测发现，涉事设备电气控制系统已被人为更改，与出厂设计不一致。手动旋钮及手动上下选择按钮由点动开关更改为长动开关形式。根据产品说明书，涉事设备的手动运行模式设计上不允许在乘客乘坐状态下使用，只为设备调试及试运行时使用，自动运行模式下设备运行前，需要预先检测系统状态及座椅连锁等是否存在故障，再决定设备是否可以运行。但上述两个按钮更改后设备如采用手动模式，能够通过人为操作设备屏蔽PLC及故障检测功能，设备可正常运行，并且在此状态下无法确认设备运行是否处于安全状态。（9）现场检测发现，涉事设备的座椅连锁PLC控制功能因损坏已经失效，设备无法自动运行，损坏时间不能确定。（10）现场勘验发现，正对操作台的两个棘爪存在明显损伤，其中左棘爪内固定销轴因防坠落保护系统启动时产生的强大冲击力而被剪断。

图1 曳引轮上的油垢

图2 曳引轮上的油垢

图3 曳引钢丝绳松弛严重

图4 拉杆限位螺母

图5 绳卡安装不符合要求

2.2 现场测试情况

模拟动作试验结果显示，使用单位更改电气控制系统后的手动模式可有效屏蔽故障检测功能而正常运行，且无任何报警显示。座椅连锁PLC控制功能已经损坏失效，涉事设备无法采取自动运行模式。现场测试结果显示，涉事设备的防坠落保护系统功能正常。现场检测限速器功能正常，动作速度为1.5m/s。

3 事故技术分析

3.1 设备运行分析

乘客座椅吊挂在回转体上，回转体在沿主体作升降运动的同时自身也作回转运动。回转体沿主体升降的动力由曳引机提供，曳引机驱动钢丝绳，通过动滑轮组的减速放大作用，回转体的升降速度可达0.75m/s，整个升降行程可达29m。回转体在结构上可分为两部分，相对静止的部分是转盘座，作旋转运动的是转盘，这两部分分别固定在回转支承（重型回转机构）的内环与外环上。回转动力是由4台7.5kW的电机提供的。通过齿轮驱动转盘转速可达10.6r/min。两组动力系统通过PLC控制结合，可达到既安全又刺激的飞翔效果。

3.2 防坠落装置

（1）涉事设备防坠落保护系统采用齿条-棘爪结构，采用行程100mm气液缓冲器作为缓冲部件，以减轻坠落时产生的过大冲击力；防坠落保护系统主要作用是防止转盘意外坠落,保障突发状况下乘客的人身安全。（2）限速器结构参数：限速器额定速度为1m/s，动作速度＜1.5m/s，限速器具有超速断电保护功能，设备运行失速或曳引钢丝绳断绳（严重松弛）后，启动防坠落保护系统。限速器动作后，先将转盘微量上行，抬起棘爪，并将安全开关触点恢复至闭合状态，复位完成。

3.3 应急救援分析

（1）应急救援过程。根据现场勘察和询问记录，“高空飞翔”设备操作员首先按照产品说明书规定的应急预案方法实施救援，将止逆装置复位后，由于在手动下降转盘过程中操作不当，用力过猛反而导致转盘极速下坠，设备防坠落保护系统再度启动。现场指挥人员见状，急忙要求救援人员停止按照设备原有应急预案开展救援，改为采用消防车高空救援方式。由于现场消防通道存在阻碍，不得已临时拆除占道商贩摊位，砍伐周边及道路树木后消防车才得以进入事发现场。为保证救援效果，消防队决定采取1台高空救援车+1台汽车起重机同时参与救援。因应急救援方式临时改变和消防通道不畅等原因，导致整个救援时间大幅延长。根据产品说明书的规定，常规救援操作要求如下：“10.3防坠落装置动作后的处理：10.3.1关闭所有电源。10.3.2确认上部主承重钢丝绳无异常。10.3.3让专业管理人员手动控制曳引机上的手动松闸，按曳引机所规定的方法安装盘车手轮并转动将回转体上升，使止逆装置复位，然后反向转动盘车手轮将回转体慢慢下降到地面。”根据现场勘验记录显示，本次事故中实际参与救援的作业人员为2人，不满足正常救援工况要求。查阅产品说明书的有关要求：手动松闸操作至少为1人，现场需要至少1人手动操作盘车将回转体上升，另1人配合作业。正常情况下，此类“高空飞翔”设备最少需要3人共同参与应急救援，一般在30min内能完成滞留人员解困救援。（2）现场消防通道。现场勘察发现，该游乐园消防通道明显不符合要求，靠近涉事设备的大门出入口被饭店经营业主搭棚使用，消防通道被长期违规占道，消防车无法正常出入。（3）现场应急指挥。现场勘察显示，现场应急救援指挥人员未按照使用单位指制定的应急救援方案或制造单位说明书提供的应急救援方案展开救援行动。在首次救援不成功，设备防坠落保护系统再次启动时，未分析研判和确认真正原因且在现场无消防通道的情况下，临时改变应急救援预案改为调用消防车辆开展救援，导致救援时间超长，乘客被困时长达3.5h，从而演变成一般特种设备事故。

4 事故原因分析

4.1 直接原因

（1）曳引钢丝绳未定期检查其松弛度，日常维护保养操作不规范，钢丝绳注油过多，钢丝绳达到设计使用寿命后未按要求及时予以更换。（2）当设备运行方向改变时，瞬时加速度加大造成曳引钢丝绳打滑，转盘向下运动速度过快，达到限速器动作速度，从而造成限速器-棘爪齿条防坠落保护系统意外启动，导致设备突然停转。

4.2 间接原因

（1）涉事设备的电气控制系统被运营使用单位私自更改。（2）防坠落保护系统启动后，现场应急救援没有按照使用单位制定的应急预案或制造单位产品说明书中提供的应急预案规范开展救援行动。（3）涉事游乐园现场安全管理不善，未按要求持续保持合规的消防通道。（4）现场应急救援指挥不当、现场救援方式不当，临时改变救援方式。

5 纠正及预防措施

（1）运营使用单位应按照相关法律法规和使用说明书的要求制定日常安全检查和隐患排查治理等管理制度；维护保养人员应对设备开展日常检查和经常性维护保养，及时消除事故隐患。（2）运营使用单位应严格遵守法律法规和安全技术规范的规定，不应私自改变设备的电气控制线路；更换曳引钢丝绳等重要零部件必须委托有相应修理资质的专业单位（机构）实施。（3）运营使用单位应切实加强应急保障能力建设，强化大型游乐设施安全管理与作业人员的安全教育和技能培训，定期开展应急救援演练，提高现场处置突发事故的能力。