對(duì)一起典型場(chǎng)地車(chē)輛火災(zāi)事故的調(diào)查及成因分析

唐博 康進(jìn)軍 王立華

1.寧夏大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)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(chē)火災(zāi)是指汽車(chē)由于自身或者外界原因造成的燃燒事件，汽車(chē)火災(zāi)不僅僅會(huì)對(duì)車(chē)輛造成功能或者價(jià)值損失，亦會(huì)由于汽車(chē)常常處于公共環(huán)境從而形成公共安全事故。對(duì)于一些場(chǎng)地用車(chē)輛尤其是工程機(jī)械而言，由于其使用特性和運(yùn)用環(huán)境的特殊性，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，往往很難對(duì)其進(jìn)行類(lèi)似道路車(chē)輛火災(zāi)的施救和撲救，因此對(duì)于場(chǎng)地用車(chē)輛尤其是工程機(jī)械的火災(zāi)施救，很多情況下均是就地取材進(jìn)行自救。上述情況下場(chǎng)地用車(chē)輛的火災(zāi)即使被撲滅，由于施救過(guò)程和環(huán)境等因素的綜合影響，場(chǎng)地用車(chē)輛火災(zāi)事故中遺留的現(xiàn)場(chǎng)條件和物證痕跡往往變得非常特殊，除了對(duì)于查勘、調(diào)查過(guò)程增大了難度和工作量之外，也會(huì)對(duì)后期的的事故成因分析構(gòu)成很大的障礙。

本文針對(duì)一起場(chǎng)地用車(chē)輛的火災(zāi)事故成因進(jìn)行分析，在事故類(lèi)型、事故環(huán)境以及施救方式都具備特異性的情況下，綜合各方面技術(shù)手段和查勘方法，完成了查勘、檢材提取、事故調(diào)查以及火災(zāi)事故成因分析的工作。

1 火災(zāi)事故基本情況描述

某牌履帶式液壓挖掘機(jī)于2020年4月15日，在某煤礦綜采區(qū)中部斷面作業(yè)時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故。由于該履帶式液壓挖掘機(jī)出現(xiàn)火情之后，有限于事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有大型滅火設(shè)施及足夠的水源，因此整個(gè)撲救過(guò)程采用相鄰另一臺(tái)履帶式液壓挖掘機(jī)裝載周邊煤炭后，傾瀉于火災(zāi)位置隔絕空氣之后最終將火災(zāi)撲滅。

起火事發(fā)地位于該露天礦底層作業(yè)區(qū)一處半徑為15-20米的區(qū)域內(nèi)，作業(yè)區(qū)內(nèi)鋪裝簡(jiǎn)易便道。該履帶式液壓挖掘機(jī)頭西尾東停放于上述區(qū)域內(nèi)，南北方向施工便道與事發(fā)區(qū)域連通?？彬?yàn)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)設(shè)備停放的采掘區(qū)內(nèi)設(shè)置生活或辦公區(qū)等。龍工挖掘機(jī)頂部、履帶上平面、機(jī)身周?chē)逊e大量砂石料，部分機(jī)身被掩埋，如圖1所示。

圖1 事故現(xiàn)場(chǎng)概覽

經(jīng)調(diào)查了解，該設(shè)備駕駛員于2020年04月15日05時(shí)30分許下班，06時(shí)17分許接到電話(huà)通知該設(shè)備發(fā)生火燒事故。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)其他作業(yè)人員使用灑水車(chē)水源及施工機(jī)械挖掘砂石料覆蓋的辦法對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了火災(zāi)撲救?？彬?yàn)時(shí)，在該設(shè)備負(fù)責(zé)作業(yè)的區(qū)域及周邊，未發(fā)現(xiàn)砂石料有起火燃燒痕跡。該設(shè)備發(fā)生起火事故撲滅后，售后技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)該挖掘機(jī)電源開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并將其關(guān)閉。

2 現(xiàn)場(chǎng)查勘難點(diǎn)分析

由于火災(zāi)撲滅期間，現(xiàn)場(chǎng)其他作業(yè)人員利用滅火器、施工機(jī)械挖掘煤炭覆蓋、灑水車(chē)水源撲救等方法對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了施救。由圖2可見(jiàn)，涉事挖掘機(jī)整機(jī)幾乎被煤炭覆蓋，幾乎無(wú)法從外觀觀測(cè)初始起火位置及過(guò)火過(guò)程。

圖2 涉事挖掘機(jī)頂部俯視概覽

因此，如果按照常規(guī)流程進(jìn)行火災(zāi)事故成因調(diào)查及分析，既有的方法和手段因缺失條件而無(wú)法進(jìn)行，這也成為本次火災(zāi)事故成因調(diào)查的難點(diǎn)問(wèn)題。此外，由于用以撲滅火災(zāi)的物料及煤炭系可燃物，而且周邊環(huán)境遍布此類(lèi)物料，因此其是否對(duì)于火災(zāi)事故有助燃作用，也需要在查勘和調(diào)查的過(guò)程中進(jìn)行甄別。

綜合而言，復(fù)雜環(huán)境干擾以及火災(zāi)的撲滅方式造成的復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)成為了本次火災(zāi)事故調(diào)查的難點(diǎn)。

3 現(xiàn)場(chǎng)查勘過(guò)程及檢材現(xiàn)狀描述

3.1 查勘方案的確定

鑒于火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)的特殊性以及所能提供的查勘條件，首先由多方見(jiàn)證的情況下，事故成因調(diào)查組對(duì)于涉事挖掘機(jī)覆蓋的煤炭進(jìn)行了清理。在保證熟悉該型號(hào)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、油電路走向、關(guān)鍵部件以及可能成為火災(zāi)成因的危險(xiǎn)源的前提下，按照自外而內(nèi)的流程對(duì)于覆蓋物進(jìn)行了清理，過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行拍照取證，并且精心保護(hù)了各種痕跡物證及檢材。

此外，為了排查環(huán)境因素是否對(duì)于火災(zāi)事故的發(fā)生具備危險(xiǎn)源，在勘驗(yàn)之前對(duì)于環(huán)境因素進(jìn)行了踏勘和調(diào)查。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在該設(shè)備負(fù)責(zé)作業(yè)的區(qū)域及周邊，未發(fā)現(xiàn)砂石料有起火燃燒痕跡，因此可以排除環(huán)境因素造成本次火災(zāi)的可能性。此外，通過(guò)調(diào)查詢(xún)問(wèn)后獲知，該設(shè)備發(fā)生起火事故撲滅后，售后技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)該挖掘機(jī)電源開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，并將其關(guān)閉。

之后按照預(yù)先溝通并確認(rèn)的查勘順序和流程分工，對(duì)于該履帶式液壓挖掘機(jī)進(jìn)行逐步勘驗(yàn)和分析。

3.2 查勘過(guò)程及檢材描述

該履帶式液壓挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、電瓶艙、液壓油艙及配電艙見(jiàn)不同程度過(guò)火，各艙室內(nèi)電器具燒損。電瓶艙過(guò)火程度較其它艙室嚴(yán)重，電瓶艙內(nèi)安裝的兩只蓄電池、第二級(jí)空濾總成及濾芯、燃油濾芯燒毀，發(fā)動(dòng)機(jī)第一級(jí)空濾總成及濾芯嚴(yán)重變形撕裂，發(fā)動(dòng)機(jī)艙、電瓶艙蓋及邊門(mén)變形。駕駛室后擋風(fēng)玻璃破碎，砂石料進(jìn)入室內(nèi)，推斷應(yīng)為撲滅時(shí)煤炭塊擊破所致，駕駛室未見(jiàn)明顯過(guò)火痕跡，駕駛室外觀整體結(jié)構(gòu)整齊，外部燈光信號(hào)及安全防護(hù)裝置齊全，內(nèi)部?jī)x表、座椅、內(nèi)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(hào)裝置齊全。

通過(guò)蓄電池的安裝布局進(jìn)行查勘，將兩只蓄電池分別設(shè)置為1號(hào)和2號(hào)，圖3所示?？梢?jiàn)艙內(nèi)覆蓋大量砂石料，蓄電池被掩埋，正負(fù)極線(xiàn)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(jí)空濾總成殘留金屬外殼及網(wǎng)格。對(duì)蓄電池艙內(nèi)的砂石料進(jìn)行清理后發(fā)現(xiàn)，蓄電池組為串聯(lián)設(shè)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(jìn)一步清理砂石料，可以辨識(shí)出蓄電池正負(fù)極及線(xiàn)束后發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)束絕緣層全部燒毀，銅芯裸露。經(jīng)測(cè)量，1號(hào)蓄電池電壓為6.87伏，2號(hào)蓄電池電壓為10.24伏。

圖3 涉事挖掘機(jī)蓄電池艙概覽

經(jīng)對(duì)該挖掘機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過(guò)火區(qū)域集中在發(fā)動(dòng)機(jī)艙右側(cè)及電瓶艙，高溫火焰將發(fā)動(dòng)機(jī)艙左側(cè)、配電艙右側(cè)部分線(xiàn)束、塑料及橡膠制品炙烤融化變形。電瓶艙內(nèi)的過(guò)火程度較其他區(qū)域更為嚴(yán)重，內(nèi)部安裝的設(shè)施全部燒毀。在勘驗(yàn)過(guò)程中，第一時(shí)間對(duì)電瓶艙內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行了拍照固定，1號(hào)、2號(hào)蓄電池間的串聯(lián)電極線(xiàn)束與1號(hào)電瓶正極相連接的卡箍及線(xiàn)束被放至燃油濾芯與艙壁金屬板間隙部位，該電極線(xiàn)束另一端埋在砂石料中，在隨后的砂石料清理過(guò)程中將其挖出，見(jiàn)另一端線(xiàn)束卡箍與2號(hào)蓄電池負(fù)極樁頭相連，樁頭與卡箍間存在間隙，對(duì)蓄電池進(jìn)行清理后觀察發(fā)現(xiàn)，兩端電極板外露，正負(fù)極樁頭燒熔。。對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)停放的另一臺(tái)同型號(hào)挖掘機(jī)電瓶艙內(nèi)部設(shè)施安裝布局及蓄電池間串聯(lián)電路的裝配結(jié)構(gòu)可以判斷，該線(xiàn)束在滅火后存在移動(dòng)情況。

其余部件查勘過(guò)程中，未發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)，綜合分析可知，除了蓄電池艙內(nèi)部之外，其余位置均不具備火災(zāi)發(fā)生的條件，因此初步判定火災(zāi)系涉事挖掘機(jī)的電氣部分形成，因此將電氣系統(tǒng)做為重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步查勘和調(diào)查。

3.3 關(guān)鍵物證及檢材提取和描述

之后通過(guò)對(duì)蓄電池艙內(nèi)的砂石料清理過(guò)程中，在電瓶艙內(nèi)發(fā)現(xiàn)并提取一段長(zhǎng)度為38cm的銅質(zhì)金屬線(xiàn)束，一端連接鱷魚(yú)夾，另一端呈熔斷狀粘連結(jié)節(jié)成熔珠。逐一將負(fù)極線(xiàn)束、正極線(xiàn)束、串聯(lián)線(xiàn)束分離，該線(xiàn)束外部保護(hù)套、絕緣層燒毀，銅質(zhì)線(xiàn)芯外露，如圖4所示。

圖4 線(xiàn)束檢材概覽

之后通過(guò)對(duì)于同型號(hào)挖掘機(jī)的線(xiàn)路進(jìn)行比對(duì)后發(fā)現(xiàn)，此線(xiàn)束非該挖掘機(jī)原裝線(xiàn)束，即該線(xiàn)束系改裝或者假裝的新線(xiàn)束（后稱(chēng)新線(xiàn)束），由于其一端連接挖掘機(jī)蓄電池，另一端引入駕駛室內(nèi)連接非挖掘機(jī)配置的生活用電器，結(jié)合其熔斷形成的熔珠，對(duì)該線(xiàn)束熔斷部分提取取回進(jìn)行微觀分析。除此之外，未見(jiàn)其它電氣系統(tǒng)部件存在形成火災(zāi)的痕跡和可能性。

4 實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)及火災(zāi)成因分析

對(duì)于提取的檢材，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微觀檢查和分析可知，對(duì)于自涉事挖掘機(jī)提取的呈熔斷狀態(tài)的新線(xiàn)束，其熔斷及燒熔部位呈現(xiàn)熔珠，對(duì)其進(jìn)行顯微放大觀察發(fā)現(xiàn)，熔珠與導(dǎo)線(xiàn)銜接處的過(guò)渡區(qū)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(nèi)部氣孔小而少，排列較整齊，熔珠晶界較細(xì)如圖5所示，線(xiàn)束本體及表面呈現(xiàn)的熔痕、熔珠、熔洞及熔坑現(xiàn)象符合GB/T16840.3《電氣火災(zāi)原因技術(shù)鑒定方法》第3部分：金相法中所描述的電器線(xiàn)束一次短路的形態(tài)特征。

圖5 新線(xiàn)束微觀檢驗(yàn)

對(duì)熔珠進(jìn)行能譜分析其表面成分，發(fā)現(xiàn)表面成分主要為銅和氧，均系導(dǎo)線(xiàn)自身材料成分，如圖6所示。據(jù)此分析可知，導(dǎo)線(xiàn)熔斷過(guò)程中未受到周?chē)h(huán)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(xiàn)束熔珠表面成分能譜分析

經(jīng)對(duì)該涉事履帶式液壓挖掘機(jī)及周?chē)鳂I(yè)區(qū)域進(jìn)行勘驗(yàn)鑒定后認(rèn)為，可以排除外部火源引發(fā)起火的可能性。結(jié)合對(duì)線(xiàn)束進(jìn)行檢驗(yàn)后認(rèn)為，起火部位位于該挖掘機(jī)蓄電池艙內(nèi)，新增線(xiàn)束的一次短路具備造成火災(zāi)事故可能性。

5 結(jié)語(yǔ)

場(chǎng)地內(nèi)車(chē)輛相較于道路形式車(chē)輛各方面均有差異，因此在火災(zāi)事故調(diào)查及成因分析的過(guò)程中，將會(huì)面臨技術(shù)手段、調(diào)查流程以及工作量等諸多新的問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)造成其火災(zāi)事故調(diào)查的難度增大。在此期間諸如本文所場(chǎng)地內(nèi)車(chē)輛火災(zāi)事故調(diào)查問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越多的出現(xiàn)，需要廣大從業(yè)人員進(jìn)行更為系統(tǒng)和多學(xué)科交叉的研究，并且時(shí)刻保持嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)和吃苦耐勞的品質(zhì)，才能順應(yīng)各類(lèi)不同對(duì)象和場(chǎng)景的調(diào)查需求。