對一起典型場地車輛火災事故的調查及成因分析

唐博 康進軍 王立華

1.寧夏大學 機械工程學院 寧夏銀川市 750021 2.寧夏華振司法鑒定中心 寧夏銀川市 750001

汽車火災是指汽車由于自身或者外界原因造成的燃燒事件，汽車火災不僅僅會對車輛造成功能或者價值損失，亦會由于汽車常常處于公共環境從而形成公共安全事故。對于一些場地用車輛尤其是工程機械而言，由于其使用特性和運用環境的特殊性，一旦發生火災事故，往往很難對其進行類似道路車輛火災的施救和撲救，因此對于場地用車輛尤其是工程機械的火災施救，很多情況下均是就地取材進行自救。上述情況下場地用車輛的火災即使被撲滅，由于施救過程和環境等因素的綜合影響，場地用車輛火災事故中遺留的現場條件和物證痕跡往往變得非常特殊，除了對于查勘、調查過程增大了難度和工作量之外，也會對后期的的事故成因分析構成很大的障礙。

本文針對一起場地用車輛的火災事故成因進行分析，在事故類型、事故環境以及施救方式都具備特異性的情況下，綜合各方面技術手段和查勘方法，完成了查勘、檢材提取、事故調查以及火災事故成因分析的工作。

1 火災事故基本情況描述

某牌履帶式液壓挖掘機于2020年4月15日，在某煤礦綜采區中部斷面作業時發生火災事故。由于該履帶式液壓挖掘機出現火情之后，有限于事發現場沒有大型滅火設施及足夠的水源，因此整個撲救過程采用相鄰另一臺履帶式液壓挖掘機裝載周邊煤炭后，傾瀉于火災位置隔絕空氣之后最終將火災撲滅。

起火事發地位于該露天礦底層作業區一處半徑為15-20米的區域內，作業區內鋪裝簡易便道。該履帶式液壓挖掘機頭西尾東停放于上述區域內，南北方向施工便道與事發區域連通。勘驗時，未發現設備停放的采掘區內設置生活或辦公區等。龍工挖掘機頂部、履帶上平面、機身周圍堆積大量砂石料，部分機身被掩埋，如圖1所示。

圖1 事故現場概覽

經調查了解，該設備駕駛員于2020年04月15日05時30分許下班，06時17分許接到電話通知該設備發生火燒事故。同時，現場其他作業人員使用灑水車水源及施工機械挖掘砂石料覆蓋的辦法對該設備進行了火災撲救。勘驗時，在該設備負責作業的區域及周邊，未發現砂石料有起火燃燒痕跡。該設備發生起火事故撲滅后，售后技術人員到達現場發現該挖掘機電源開關處于導通狀態，并將其關閉。

2 現場查勘難點分析

由于火災撲滅期間，現場其他作業人員利用滅火器、施工機械挖掘煤炭覆蓋、灑水車水源撲救等方法對該設備進行了施救。由圖2可見，涉事挖掘機整機幾乎被煤炭覆蓋，幾乎無法從外觀觀測初始起火位置及過火過程。

圖2 涉事挖掘機頂部俯視概覽

因此，如果按照常規流程進行火災事故成因調查及分析，既有的方法和手段因缺失條件而無法進行，這也成為本次火災事故成因調查的難點問題。此外，由于用以撲滅火災的物料及煤炭系可燃物，而且周邊環境遍布此類物料，因此其是否對于火災事故有助燃作用，也需要在查勘和調查的過程中進行甄別。

綜合而言，復雜環境干擾以及火災的撲滅方式造成的復雜現場成為了本次火災事故調查的難點。

3 現場查勘過程及檢材現狀描述

3.1 查勘方案的確定

鑒于火災事故現場的特殊性以及所能提供的查勘條件，首先由多方見證的情況下，事故成因調查組對于涉事挖掘機覆蓋的煤炭進行了清理。在保證熟悉該型號挖掘機的基礎結構、油電路走向、關鍵部件以及可能成為火災成因的危險源的前提下，按照自外而內的流程對于覆蓋物進行了清理，過程中隨時進行拍照取證，并且精心保護了各種痕跡物證及檢材。

此外，為了排查環境因素是否對于火災事故的發生具備危險源，在勘驗之前對于環境因素進行了踏勘和調查。通過調查發現，在該設備負責作業的區域及周邊，未發現砂石料有起火燃燒痕跡，因此可以排除環境因素造成本次火災的可能性。此外，通過調查詢問后獲知，該設備發生起火事故撲滅后，售后技術人員到達現場發現該挖掘機電源開關處于導通狀態，并將其關閉。

之后按照預先溝通并確認的查勘順序和流程分工，對于該履帶式液壓挖掘機進行逐步勘驗和分析。

3.2 查勘過程及檢材描述

該履帶式液壓挖掘機發動機艙、電瓶艙、液壓油艙及配電艙見不同程度過火，各艙室內電器具燒損。電瓶艙過火程度較其它艙室嚴重，電瓶艙內安裝的兩只蓄電池、第二級空濾總成及濾芯、燃油濾芯燒毀，發動機第一級空濾總成及濾芯嚴重變形撕裂，發動機艙、電瓶艙蓋及邊門變形。駕駛室后擋風玻璃破碎，砂石料進入室內，推斷應為撲滅時煤炭塊擊破所致，駕駛室未見明顯過火痕跡，駕駛室外觀整體結構整齊，外部燈光信號及安全防護裝置齊全，內部儀表、座椅、內飾扣件、液壓操縱及控制鍵等裝置齊全。各儀表、操作裝置及電器具齊全，燈光信號裝置齊全。

通過蓄電池的安裝布局進行查勘，將兩只蓄電池分別設置為1號和2號，圖3所示。可見艙內覆蓋大量砂石料，蓄電池被掩埋，正負極線束銅芯裸露，且與蓄電池電極樁頭分離，燃油濾芯缺失，濾芯底座燒損，燃油管燒損斷裂且部分裸露于砂石料上方，第二級空濾總成殘留金屬外殼及網格。對蓄電池艙內的砂石料進行清理后發現，蓄電池組為串聯設置，上蓋除蓄電池上固定壓板遮蓋部分保存較為完整外，其余均燒損，電極板外露。進一步清理砂石料，可以辨識出蓄電池正負極及線束后發現，線束絕緣層全部燒毀，銅芯裸露。經測量，1號蓄電池電壓為6.87伏，2號蓄電池電壓為10.24伏。

圖3 涉事挖掘機蓄電池艙概覽

經對該挖掘機進行檢驗發現，過火區域集中在發動機艙右側及電瓶艙，高溫火焰將發動機艙左側、配電艙右側部分線束、塑料及橡膠制品炙烤融化變形。電瓶艙內的過火程度較其他區域更為嚴重，內部安裝的設施全部燒毀。在勘驗過程中，第一時間對電瓶艙內的狀態進行了拍照固定，1號、2號蓄電池間的串聯電極線束與1號電瓶正極相連接的卡箍及線束被放至燃油濾芯與艙壁金屬板間隙部位，該電極線束另一端埋在砂石料中，在隨后的砂石料清理過程中將其挖出，見另一端線束卡箍與2號蓄電池負極樁頭相連，樁頭與卡箍間存在間隙，對蓄電池進行清理后觀察發現，兩端電極板外露，正負極樁頭燒熔。。對照現場停放的另一臺同型號挖掘機電瓶艙內部設施安裝布局及蓄電池間串聯電路的裝配結構可以判斷，該線束在滅火后存在移動情況。

其余部件查勘過程中，未發現起火點，綜合分析可知，除了蓄電池艙內部之外，其余位置均不具備火災發生的條件，因此初步判定火災系涉事挖掘機的電氣部分形成，因此將電氣系統做為重點區域進行進一步查勘和調查。

3.3 關鍵物證及檢材提取和描述

之后通過對蓄電池艙內的砂石料清理過程中，在電瓶艙內發現并提取一段長度為38cm的銅質金屬線束，一端連接鱷魚夾，另一端呈熔斷狀粘連結節成熔珠。逐一將負極線束、正極線束、串聯線束分離，該線束外部保護套、絕緣層燒毀，銅質線芯外露，如圖4所示。

圖4 線束檢材概覽

之后通過對于同型號挖掘機的線路進行比對后發現，此線束非該挖掘機原裝線束，即該線束系改裝或者假裝的新線束（后稱新線束），由于其一端連接挖掘機蓄電池，另一端引入駕駛室內連接非挖掘機配置的生活用電器，結合其熔斷形成的熔珠，對該線束熔斷部分提取取回進行微觀分析。除此之外，未見其它電氣系統部件存在形成火災的痕跡和可能性。

4 實驗室檢驗及火災成因分析

對于提取的檢材，帶回實驗室進行微觀檢查和分析可知，對于自涉事挖掘機提取的呈熔斷狀態的新線束，其熔斷及燒熔部位呈現熔珠，對其進行顯微放大觀察發現，熔珠與導線銜接處的過渡區界限明顯，熔痕的金相組織呈較小的胞狀晶，短路熔珠金相磨面內部氣孔小而少，排列較整齊，熔珠晶界較細如圖5所示，線束本體及表面呈現的熔痕、熔珠、熔洞及熔坑現象符合GB/T16840.3《電氣火災原因技術鑒定方法》第3部分：金相法中所描述的電器線束一次短路的形態特征。

圖5 新線束微觀檢驗

對熔珠進行能譜分析其表面成分，發現表面成分主要為銅和氧，均系導線自身材料成分，如圖6所示。據此分析可知，導線熔斷過程中未受到周圍環境及材料的影響和混雜，符合一次短路的元素組分特征。

圖6 新線束熔珠表面成分能譜分析

經對該涉事履帶式液壓挖掘機及周圍作業區域進行勘驗鑒定后認為，可以排除外部火源引發起火的可能性。結合對線束進行檢驗后認為，起火部位位于該挖掘機蓄電池艙內，新增線束的一次短路具備造成火災事故可能性。

5 結語

場地內車輛相較于道路形式車輛各方面均有差異，因此在火災事故調查及成因分析的過程中，將會面臨技術手段、調查流程以及工作量等諸多新的問題，勢必會造成其火災事故調查的難度增大。在此期間諸如本文所場地內車輛火災事故調查問題將會越來越多的出現，需要廣大從業人員進行更為系統和多學科交叉的研究，并且時刻保持嚴謹科學和吃苦耐勞的品質，才能順應各類不同對象和場景的調查需求。