露天礦山電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的原因與特點(diǎn)分析

王志文

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦, 江西德興市 334224)

露天礦山電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的原因與特點(diǎn)分析

王志文

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦, 江西德興市 334224)

火災(zāi)事故對(duì)電動(dòng)輪汽車(chē)來(lái)說(shuō)是危害最大、發(fā)生率較高的事故形式,直接影響和危害著駕駛員的人身安全、企業(yè)形象和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐,對(duì)電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的原因和特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并對(duì)事故等級(jí)進(jìn)行了劃分,確定了現(xiàn)場(chǎng)滅火和撲救的一般方式。

電動(dòng)輪汽車(chē);火災(zāi)事故;設(shè)備管理

電動(dòng)輪汽車(chē)是大型露天礦山的主要采礦設(shè)備之一,擔(dān)負(fù)著采區(qū)的運(yùn)輸任務(wù),具有技術(shù)先進(jìn)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、作業(yè)條件差、連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)臺(tái)數(shù)量多、管理難度大等特點(diǎn)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外露天礦山不斷發(fā)生電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故,由于事故部位、等級(jí)和撲救難度的不同,造成的事故損失也不同,輕者燒壞部分部件造成停機(jī)檢修,重者使整機(jī)燒毀而報(bào)廢,這不僅給企業(yè)的生產(chǎn)管理增加了難度,而且會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此,加強(qiáng)電動(dòng)輪汽車(chē)的火災(zāi)事故管理,對(duì)火災(zāi)事故的原因進(jìn)行分析,制定和采取有效的預(yù)防措施,將火災(zāi)事故消除在設(shè)備故障和事故萌芽狀態(tài),從而避免火災(zāi)事故發(fā)生,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電動(dòng)輪汽車(chē)上可燃物和著火源分析

火災(zāi)的實(shí)質(zhì)是燃燒失去控制。燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng),它包含三個(gè)要素:可燃物、氧化劑和著火源,燃燒的條件是可燃物與氧化劑作用并達(dá)到一定的比例,同時(shí)與足夠能量和溫度的著火源作用。因此要防火和控火,首先就必須對(duì)設(shè)備上的可燃物和著火源進(jìn)行分析。

1.1 電動(dòng)輪汽車(chē)上的可燃物分析

電動(dòng)輪汽車(chē)的可燃物主要有:各種油料(柴油、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、液壓油、齒輪油、黃油)、各種橡膠件(進(jìn)氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)管路的連接皮套、輪馬達(dá)和電氣柜的通風(fēng)管、各種膠管、電纜、線束、輪胎、密封圈等)、油漆、駕駛室內(nèi)裝飾物、外來(lái)物(布巾、面紗頭、木板、紙張等)等。

1.2 電動(dòng)輪汽車(chē)的著火源分析

電動(dòng)輪汽車(chē)的著火源主要有:發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的高溫區(qū):渦輪增壓器、排氣歧管、消音器和排氣管;半液壓制動(dòng)狀態(tài)下或活塞發(fā)卡時(shí)的制動(dòng)器;電制動(dòng)狀態(tài)下的電阻柵;行駛狀態(tài)下的輪馬達(dá);因線束磨破搭鐵、主電纜的電纜頭炸或接觸器觸頭分離等原因產(chǎn)生的電火花;線束或板件短路、電纜頭接觸不良、燈光過(guò)載等原因產(chǎn)生的過(guò)熱;出現(xiàn)“熱剝離”的輪胎;其它(如機(jī)械摩擦產(chǎn)生的高溫和火星、排氣管?chē)姵龌鹦?、檢修火源等)。

2 電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的機(jī)理分析

引起電動(dòng)輪汽車(chē)發(fā)生火災(zāi)事故的原因很多,但主要有設(shè)備原因、工作(點(diǎn)檢、保養(yǎng)、修理)質(zhì)量原因、備件質(zhì)量原因、操作原因、環(huán)境原因等等,以下重點(diǎn)對(duì)設(shè)備原因引起的火災(zāi)事故進(jìn)行分析。

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的火災(zāi)

(1)渦輪增壓器故障。因發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)灰或缸蓋氣門(mén)頭斷,造成渦輪增壓器的葉輪損壞或斷裂而破壞轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡,使轉(zhuǎn)子油封損壞,引起發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油同時(shí)進(jìn)入進(jìn)、排氣系統(tǒng)。燃燒不完全的柴油或機(jī)油進(jìn)入排氣管道進(jìn)行二次燃燒,使排氣管道溫度急劇上升,高溫油液從排氣管道的接口縫隙外流起火。這時(shí)高溫油液還有可能滴落到設(shè)備的其它部位上,引起柴油管、液壓油管或通風(fēng)管起火,使火勢(shì)迅速蔓延,底特律149發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生這種情況對(duì)電動(dòng)輪汽車(chē)來(lái)說(shuō)是最危險(xiǎn)的,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)很可能發(fā)生“飛車(chē)”而不能熄火,使火災(zāi)的撲救十分困難,甚至?xí)鹫?chē)起火。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油外泄。渦輪增壓器的進(jìn)油管或外部其它帶壓的機(jī)油管有砂眼、油封破損或不耐高溫時(shí);發(fā)動(dòng)機(jī)因“拉缸”、活塞頭打穿等故障使曲軸箱壓力升高,機(jī)油沖出搖臂罩墊子或加機(jī)油口蓋子時(shí);發(fā)動(dòng)機(jī)因故障造成機(jī)體打破或發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上的堵頭、蓋板不密封時(shí);發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂罩墊子或其它密封不密封時(shí),這些情況都會(huì)很容易使機(jī)油噴射或飄灑到發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)等著火源上,引起火災(zāi)。

(3)柴油外泄。發(fā)動(dòng)機(jī)燃油歧管或接頭破損以及風(fēng)馬達(dá)潤(rùn)滑柴油管磨破,使帶壓的柴油噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)高溫區(qū)引起火災(zāi)。

(4)高溫廢氣外泄。因排氣歧管或排氣管斷裂以及排氣管因下沉或移位而磨破造成高溫廢氣外泄,引起可燃物起火。

2.2 液壓系統(tǒng)故障引起的火災(zāi)

(1)液壓油外泄。電動(dòng)輪汽車(chē)采用全液壓的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和舉升系統(tǒng),工作壓力高到15～21MPa左右。一旦油管油封破損,液壓軟管磨破或炸開(kāi),液壓鋼管和油管接頭有砂眼、磨破或斷裂以及堵頭沖脫,都會(huì)使高壓的液壓油成霧狀噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫區(qū),引起火災(zāi)。因液壓油噴射的范圍大,如果發(fā)動(dòng)機(jī)不能及時(shí)熄火或撲救不及時(shí),造成的火災(zāi)損失會(huì)很大。

(2)制動(dòng)系統(tǒng)故障。液壓油不夠、系統(tǒng)壓力低、系統(tǒng)控制線路或液壓閥件故障、制動(dòng)器故障以及檢修后空氣排放不徹底等原因,都會(huì)造成制動(dòng)裝置自動(dòng)投入“抱閘”狀態(tài)或制動(dòng)不釋放、制動(dòng)活塞不回位等現(xiàn)象。電動(dòng)輪汽車(chē)在這些情況下行駛,制動(dòng)器與制動(dòng)盤(pán)由于機(jī)械摩擦產(chǎn)生高溫,會(huì)損壞制動(dòng)器活塞的油封,使液壓油外泄到高溫的制動(dòng)盤(pán)上引起火災(zāi)。燃燒的液壓油一旦蔓延到輪胎上,會(huì)引起輪胎起火,如果撲救不及時(shí)或輪胎氣管不能及時(shí)燒斷放氣,很可能引起輪胎爆炸,對(duì)周?chē)藛T的危害很大。

2.3 電氣故障引起的火災(zāi)

(1)輪馬達(dá)故障。輪馬達(dá)轉(zhuǎn)子因內(nèi)軸承碎、槽簽或銅條甩出散架、定子線圈松動(dòng)而造成“掃膛”產(chǎn)生高溫;轉(zhuǎn)子“拉弧”或連接線短路擊穿油管;過(guò)載或大電流引起高溫,這些都可能引起輪馬達(dá)內(nèi)的可燃物起火。

(2)電阻柵冷卻風(fēng)機(jī)故障。電阻柵冷卻風(fēng)機(jī)由于外部控制電路或自身原因不工作,使電阻柵片在電制動(dòng)狀態(tài)下得不到有效冷卻,造成電阻柵內(nèi)部的溫度很高,引起油漆等可燃物起火。

(3)電纜、線束故障。主發(fā)電機(jī)引出線電纜頭連接處松動(dòng)“過(guò)熱”,可使包扎在電纜頭外部的橡膠皮和其它可燃物起火;駕駛室、電控柜、腳箱和后橋殼內(nèi)的低壓線路搭鐵、短路、冒火也可引起可燃物起火。

(4)燈光故障。因燈光功率過(guò)大、保險(xiǎn)失效,使燈光繼電器或繼電器印刷電路板過(guò)流、高溫而起火。

2.4 前輪轂故障引起的火災(zāi)

前輪轂軸承因碎裂或軸向間隙太大,破壞了前輪轂的滾動(dòng)軌跡,使前制動(dòng)盤(pán)與前制動(dòng)器產(chǎn)生機(jī)械摩擦和高溫,損壞前制動(dòng)器的油封,使液壓油外泄到高溫的制動(dòng)盤(pán)上引起火災(zāi)。

2.5 輪胎原因引起的火災(zāi)

由于輪胎的制造、使用(氣壓、載荷、車(chē)速和環(huán)境溫度等)或選型不當(dāng)?shù)仍?在輪胎胎體內(nèi)部的橡膠與鋼絲結(jié)合部位產(chǎn)生摩擦和熱量,造成局部胎溫上升和脫層、鼓泡現(xiàn)象,當(dāng)局部胎溫上升到一定程度,高溫、高壓氣體就會(huì)沖破橡膠層,向外釋放熱量或冒火星而引起火災(zāi)。由于前輪載荷相對(duì)較大,所以這種情況多發(fā)生在前輪。

2.6 設(shè)備其它原因引起的火災(zāi)

轉(zhuǎn)向儲(chǔ)能器固定卡箍或轉(zhuǎn)向高壓濾清器的固定螺栓脫落,造成油管或接頭斷裂,使高壓油噴射到排氣管上,引起火災(zāi);630E電動(dòng)輪汽車(chē)大梁的穩(wěn)定桿銷(xiāo)軸斷,大梁尾部倒向一側(cè),使后懸掛外缸筒磨到4#或5#輪胎內(nèi)側(cè),如果車(chē)輛繼續(xù)行駛,就很容易產(chǎn)生高溫,引起輪胎外表面和后部的黃油管起火。

根據(jù)對(duì)2003～2008年電動(dòng)輪汽車(chē)發(fā)生的83起大大小小火災(zāi)事故的跟蹤,主要原因見(jiàn)表1。

3 電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的一般性特點(diǎn)分析

根據(jù)對(duì)以上83起火災(zāi)事故的分析,電動(dòng)輪汽車(chē)的火災(zāi)事故有以下特點(diǎn):

3.1 火災(zāi)的季節(jié)特點(diǎn)

火災(zāi)以高溫季節(jié)的6～8月份和天干物燥的11月份居多,見(jiàn)表2。

3.2 火災(zāi)的時(shí)段特點(diǎn)

火災(zāi)多發(fā)生在中班,見(jiàn)表3。中班具有以下特點(diǎn):設(shè)備的作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備效率高;環(huán)境氣溫高;作業(yè)條件好,車(chē)速相對(duì)較快;早班檢修質(zhì)量存在的缺陷在中班得到最早、最直接的反應(yīng)。

3.3 火災(zāi)的易發(fā)部位

火災(zāi)多發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)(含排氣管)、后輪(含輪胎和輪馬達(dá))和前輪(含輪胎和前輪轂)等高溫區(qū),分別占32.5%、26.5%和13.3%,合計(jì)占總數(shù)的72.3%,見(jiàn)表4。

表1 火災(zāi)事故起火原因統(tǒng)計(jì)

表2 火災(zāi)事故發(fā)生月分統(tǒng)計(jì)

表3 火災(zāi)時(shí)段統(tǒng)計(jì)

3.4 火災(zāi)與設(shè)備、人的因素關(guān)系

設(shè)備老化失修、計(jì)劃?rùn)z修安排不及時(shí)或不合理造成設(shè)備故障從而引發(fā)火災(zāi)占45.8%;設(shè)計(jì)(選型)不合理和備件質(zhì)量原因引起火災(zāi)占37.4%;由于人的因素造成工作(點(diǎn)檢、保養(yǎng)、修理)質(zhì)量不到位引起火災(zāi)占15.7%,見(jiàn)表5。

3.5 火災(zāi)與設(shè)備的關(guān)系

投產(chǎn)12年以上的設(shè)備發(fā)生火災(zāi)占61.5%(其中17年以上的設(shè)備占38.6%,12年的設(shè)備占22.9%);投產(chǎn)7～9年的設(shè)備發(fā)生火災(zāi)占36.2%(除去渦輪增壓器和前輪轂軸承因質(zhì)量原因13起外,則占20.5%);新設(shè)備占2.4%,見(jiàn)表6。

表4 火災(zāi)事故易發(fā)部位統(tǒng)計(jì)

配置底特律149發(fā)動(dòng)機(jī)和GE776輪馬達(dá)的設(shè)備由于使用年限久、老化嚴(yán)重,配置低、安全裝置不完備,發(fā)動(dòng)機(jī)和輪馬達(dá)適應(yīng)不了作業(yè)條件等原因,火災(zāi)事故發(fā)生率高,占61.5%;R-190由于設(shè)計(jì)(選型)不合理、管網(wǎng)與線束布置不合理和備件質(zhì)量等原因,火災(zāi)事故發(fā)生率也較高,占30.1%。

4 火災(zāi)事故的危害等級(jí)和處理方式

根據(jù)火災(zāi)的危害程度、撲救難度、損失大小等因素,可將電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的危害等級(jí)分為4級(jí):1級(jí)(最嚴(yán)重)、2級(jí)(嚴(yán)重)、3級(jí)(較嚴(yán)重)、4級(jí)(一般)。可根據(jù)火災(zāi)事故的危害等級(jí)和火災(zāi)部位,選擇滅火和撲救方式(見(jiàn)表7)。

表5 火災(zāi)事故致火因素統(tǒng)計(jì)

表6 起火原因與設(shè)備型號(hào)的關(guān)系

表7 火災(zāi)事故危害等級(jí)劃分及其滅火、撲救方式

續(xù)表7

5 結(jié) 語(yǔ)

電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故管理的關(guān)鍵是要分析原因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、找出規(guī)律、制定措施,建立長(zhǎng)效機(jī)制,以便對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行有效的預(yù)防和控制,達(dá)到避免或減少事故發(fā)生,降低事故等級(jí),保證設(shè)備安全、高效運(yùn)行的目的。

電動(dòng)輪汽車(chē)火災(zāi)事故的預(yù)防工作涉及到設(shè)備、備件、管理、制度、技術(shù)、人員素質(zhì)等各方面,所以要做好這項(xiàng)工作,各部門(mén)都要加強(qiáng)管理和協(xié)調(diào)。

[1]鄭端文,劉海辰.消防安全技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004年5月第一版.

2010-01-24)

王志文(1970-),男,工程師,主要從事礦山機(jī)械技術(shù)及管理工作。