一起“高空飛翔”大型游樂設施乘客滯留事故的分析

陳亞文，肖化明，喻穎

（湖南省特種設備檢驗檢測研究院，湖南 長沙 410013）

2021年5月2日11:06，某游樂園一臺“高空飛翔”大型游樂設施在運行期間，突發故障造成27名乘客高空滯留。使用單位開展應急救援行動，14:45左右，消防救援人員將27名乘客全部安全疏散至地面。本次事故造成乘客被困時長達3.5h，整個過程無人員受傷。

1 設備情況

設備名稱：高空飛翔（屬于大型游樂設施中的飛行塔類）。

設備型號：GKFX（B）-36。

出廠編號：WHGKFX（B）-03。

主要技術參數：載客人數：36人，設備高度：40m，運行高度：29.5m，最大運行速度：13m/s，座艙升降速度0.75m/s，驅動功率：60kw，運行周期：180s，占地面積：26m×30m，回轉直徑13.1m。

基本情況：該設備于2014年11月檢驗合格出廠，2015年1月經當地特種設備監督檢驗機構驗收檢驗合格，2015年2月辦理特種設備使用登記證后投入使用。

2 現場勘驗情況

2.1 設備勘驗情況

（1）基礎情況：地面平整，未見開裂、下陷等異常情況，地腳螺栓未見異常。（2）設備外觀良好，未發現明顯異常，主體鋼結構基本完好。（3）由于設備防墜落保護系統啟動，防墜落齒條在距地面20m左右存在0.5m左右的塑性變形。（4）曳引輪及曳引鋼絲繩充滿油泥和污垢（見圖1、圖2），現場發現涉事設備附近有一桶潤滑油脂（未用完），確認為非鋼絲繩專用增摩脂。查閱產品使用維護保養說明書（以下簡稱說明書），對曳引鋼絲繩潤滑要求如下：“6.10潤滑部位和周期 根據說明書中“潤滑圖”的要求，應對各部位進行潤滑并作好記錄。在初次安裝時由安裝人員將各部位的潤滑油脂加足，此后的潤滑油脂添加需由用戶自行操作完成。為了增加曳引機與曳引鋼絲繩之間的摩擦力，在曳引輪與曳引鋼絲繩之間應加注專用的鋼絲繩增摩脂，禁止加注其他非專用油脂。”（5）現場勘察發現涉事設備的曳引鋼絲繩已經出現嚴重松弛現象，如圖3所示。曳引鋼絲繩調節限位平面和拉桿限位螺母的安裝位置如圖4所示，現場檢測結果顯示限位螺母距離限位平面達120mm，證明鋼絲繩明顯未調整到位。查閱說明書，其對曳引鋼絲繩松緊度的調整要求如下：“曳引鋼絲繩松弛或張力不均勻：應重新調整鋼絲繩張力，使鋼絲繩拉桿限位螺母與限位平面接觸良好后，再調整左右扣螺絲1～3圈，使曳引鋼絲繩進一步張緊”。（6）查閱產品說明書，其中“8.2主要受力件、關鍵件的使用年限”對曳引鋼絲繩（8×19S+NF-14mm-1640(雙)ZS×77m）的規定如下：①“鋼絲繩設計使用壽命為18個月，壽命到期后必須由具備相應資質的廠家進行更換。而說明書“6.6機械系統的維護與保養”又規定：②每周檢查鋼絲繩的磨損情況，并必須嚴格按照GB8408《大型游樂設施安全規范》中表15“鋼絲繩的斷絲和磨損允許值”規定執行；另外，曳引鋼絲繩使用期滿后必須更換全新的同規格鋼絲繩。”現場勘驗了解到，涉事設備從安裝完成交付使用至事發時，運營使用單位從未聯系設備制造廠家更換曳引鋼絲繩，表明該曳引鋼絲繩使用已經超出產品說明書規定的設計使用壽命，且未及時進行更換。（7）現場勘驗發現，曳引鋼絲繩（直徑14mm）的繩夾數量及間距不符合GB 8408-2018《大型游樂設施安全規范》要求，如圖5所示。根據GB 8408-2018《大型游樂設施安全規范》7.9.6款對鋼絲繩繩端固定的要求，當曳引鋼絲繩直徑為14mm的，繩夾數量應為4個，繩夾間距應為80～100mm。現場勘驗發現涉事設備曳引鋼絲繩的繩夾安裝不當，明顯不符合規范要求。（8）現場檢測發現，涉事設備電氣控制系統已被人為更改，與出廠設計不一致。手動旋鈕及手動上下選擇按鈕由點動開關更改為長動開關形式。根據產品說明書，涉事設備的手動運行模式設計上不允許在乘客乘坐狀態下使用，只為設備調試及試運行時使用，自動運行模式下設備運行前，需要預先檢測系統狀態及座椅連鎖等是否存在故障，再決定設備是否可以運行。但上述兩個按鈕更改后設備如采用手動模式，能夠通過人為操作設備屏蔽PLC及故障檢測功能，設備可正常運行，并且在此狀態下無法確認設備運行是否處于安全狀態。（9）現場檢測發現，涉事設備的座椅連鎖PLC控制功能因損壞已經失效，設備無法自動運行，損壞時間不能確定。（10）現場勘驗發現，正對操作臺的兩個棘爪存在明顯損傷，其中左棘爪內固定銷軸因防墜落保護系統啟動時產生的強大沖擊力而被剪斷。

圖1 曳引輪上的油垢

圖2 曳引輪上的油垢

圖3 曳引鋼絲繩松弛嚴重

圖4 拉桿限位螺母

圖5 繩卡安裝不符合要求

2.2 現場測試情況

模擬動作試驗結果顯示，使用單位更改電氣控制系統后的手動模式可有效屏蔽故障檢測功能而正常運行，且無任何報警顯示。座椅連鎖PLC控制功能已經損壞失效，涉事設備無法采取自動運行模式。現場測試結果顯示，涉事設備的防墜落保護系統功能正常。現場檢測限速器功能正常，動作速度為1.5m/s。

3 事故技術分析

3.1 設備運行分析

乘客座椅吊掛在回轉體上，回轉體在沿主體作升降運動的同時自身也作回轉運動。回轉體沿主體升降的動力由曳引機提供，曳引機驅動鋼絲繩，通過動滑輪組的減速放大作用，回轉體的升降速度可達0.75m/s，整個升降行程可達29m。回轉體在結構上可分為兩部分，相對靜止的部分是轉盤座，作旋轉運動的是轉盤，這兩部分分別固定在回轉支承（重型回轉機構）的內環與外環上。回轉動力是由4臺7.5kW的電機提供的。通過齒輪驅動轉盤轉速可達10.6r/min。兩組動力系統通過PLC控制結合，可達到既安全又刺激的飛翔效果。

3.2 防墜落裝置

（1）涉事設備防墜落保護系統采用齒條-棘爪結構，采用行程100mm氣液緩沖器作為緩沖部件，以減輕墜落時產生的過大沖擊力；防墜落保護系統主要作用是防止轉盤意外墜落,保障突發狀況下乘客的人身安全。（2）限速器結構參數：限速器額定速度為1m/s，動作速度＜1.5m/s，限速器具有超速斷電保護功能，設備運行失速或曳引鋼絲繩斷繩（嚴重松弛）后，啟動防墜落保護系統。限速器動作后，先將轉盤微量上行，抬起棘爪，并將安全開關觸點恢復至閉合狀態，復位完成。

3.3 應急救援分析

（1）應急救援過程。根據現場勘察和詢問記錄，“高空飛翔”設備操作員首先按照產品說明書規定的應急預案方法實施救援，將止逆裝置復位后，由于在手動下降轉盤過程中操作不當，用力過猛反而導致轉盤極速下墜，設備防墜落保護系統再度啟動。現場指揮人員見狀，急忙要求救援人員停止按照設備原有應急預案開展救援，改為采用消防車高空救援方式。由于現場消防通道存在阻礙，不得已臨時拆除占道商販攤位，砍伐周邊及道路樹木后消防車才得以進入事發現場。為保證救援效果，消防隊決定采取1臺高空救援車+1臺汽車起重機同時參與救援。因應急救援方式臨時改變和消防通道不暢等原因，導致整個救援時間大幅延長。根據產品說明書的規定，常規救援操作要求如下：“10.3防墜落裝置動作后的處理：10.3.1關閉所有電源。10.3.2確認上部主承重鋼絲繩無異常。10.3.3讓專業管理人員手動控制曳引機上的手動松閘，按曳引機所規定的方法安裝盤車手輪并轉動將回轉體上升，使止逆裝置復位，然后反向轉動盤車手輪將回轉體慢慢下降到地面。”根據現場勘驗記錄顯示，本次事故中實際參與救援的作業人員為2人，不滿足正常救援工況要求。查閱產品說明書的有關要求：手動松閘操作至少為1人，現場需要至少1人手動操作盤車將回轉體上升，另1人配合作業。正常情況下，此類“高空飛翔”設備最少需要3人共同參與應急救援，一般在30min內能完成滯留人員解困救援。（2）現場消防通道。現場勘察發現，該游樂園消防通道明顯不符合要求，靠近涉事設備的大門出入口被飯店經營業主搭棚使用，消防通道被長期違規占道，消防車無法正常出入。（3）現場應急指揮。現場勘察顯示，現場應急救援指揮人員未按照使用單位指制定的應急救援方案或制造單位說明書提供的應急救援方案展開救援行動。在首次救援不成功，設備防墜落保護系統再次啟動時，未分析研判和確認真正原因且在現場無消防通道的情況下，臨時改變應急救援預案改為調用消防車輛開展救援，導致救援時間超長，乘客被困時長達3.5h，從而演變成一般特種設備事故。

4 事故原因分析

4.1 直接原因

（1）曳引鋼絲繩未定期檢查其松弛度，日常維護保養操作不規范，鋼絲繩注油過多，鋼絲繩達到設計使用壽命后未按要求及時予以更換。（2）當設備運行方向改變時，瞬時加速度加大造成曳引鋼絲繩打滑，轉盤向下運動速度過快，達到限速器動作速度，從而造成限速器-棘爪齒條防墜落保護系統意外啟動，導致設備突然停轉。

4.2 間接原因

（1）涉事設備的電氣控制系統被運營使用單位私自更改。（2）防墜落保護系統啟動后，現場應急救援沒有按照使用單位制定的應急預案或制造單位產品說明書中提供的應急預案規范開展救援行動。（3）涉事游樂園現場安全管理不善，未按要求持續保持合規的消防通道。（4）現場應急救援指揮不當、現場救援方式不當，臨時改變救援方式。

5 糾正及預防措施

（1）運營使用單位應按照相關法律法規和使用說明書的要求制定日常安全檢查和隱患排查治理等管理制度；維護保養人員應對設備開展日常檢查和經常性維護保養，及時消除事故隱患。（2）運營使用單位應嚴格遵守法律法規和安全技術規范的規定，不應私自改變設備的電氣控制線路；更換曳引鋼絲繩等重要零部件必須委托有相應修理資質的專業單位（機構）實施。（3）運營使用單位應切實加強應急保障能力建設，強化大型游樂設施安全管理與作業人員的安全教育和技能培訓，定期開展應急救援演練，提高現場處置突發事故的能力。

6 結語

大型游樂設施是直接涉及乘客安全的一種特種設備，運營使用單位應該按照使用說明書及相關法規標準的要求，對其進行好維護保養，落實相關管理制度，保障大型游樂設施的安全性能，保護乘員的安全。