Где и когда произошло:
Казахстан, Карагандинская область, г. Балхаш, ремонтно-механический цех горно-обогатительного комплекса ПО «Балхашцветмет» (ТОО «Корпорация Казахмыс»). Открытая ремонтная площадка горной техники, тяжелый карьерный экскаватор ЭКГ-5А (масса машины 196 тонн, вместимость ковша 5 кубических метров). 12 мая 2021 года, дневная смена, 14:15.
Что произошло (хроника ЧП):
Бригада слесарей по ремонту горного оборудования проводила замену изношенного шарнирного пальца крепления стрелы к поворотной платформе экскаватора. Стрела двухбалочной конструкции массой около 18 тонн вместе с рукоятью и висящим порожним ковшом массой 8,5 тонн была приподнята подъемной лебедкой на высоту 1,8 метра от земли.
Вместо установки стрелы и ковша на стационарную инвентарную шпальную клеть или металлические страховочные козлы, слесари оставили многотонный узел висеть исключительно на натянутых головных подъемных канатах подъемной лебедки.
Слесарь-ремонтник 4-го разряда залез непосредственно в пространство под корневую часть стрелы между проушинами рамы платформы и с помощью тяжелой кувалды и стальной выколотки начал выбивать заклинивший палец диаметром 140 мм. От сильных динамических ударов кувалдой произошел перекос шарнира. В этот же момент в машинном отделении экскаватора подсобный рабочий случайно задел ногой рычаг ручного растормаживания ленточного тормоза барабана подъемной лебедки. Тормозная лента проскользнула, канаты со свистом размотались с барабана, и 26 тонн висящего металла рухнули вниз.
Механика аварии:
- Колоссальная гравитационная потенциальная энергия: Масса подвешенного узла (стрела, напорный механизм, рукоять и ковш) превышает 26 тонн ($26\,000\text{ кг}$). Нахождение такого веса на высоте почти двух метров без механической жесткой опоры — это взведенная пружина огромной разрушительной силы.
- Отказ ленточного тормоза при вибрации: Ленточный тормоз лебедки экскаватора рассчитан на удержание груза в статике. Ударные импульсы от кувалды создали переменную микровибрацию в канатах, а случайное ослабление натяжки тормозной ленты привело к мгновенной потере коэффициента трения покоя на тормозном шкиве.
- Скорость свободного падения: Время падения конструкции с высоты 1,8 метра до контакта с рамой составило менее 0,6 секунды:
- $$t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \approx 0{,}6\text{ с}$$
- Человек в стесненном пространстве физически не способен среагировать и эвакуироваться за доли секунды.
- Эффект гигантского пресса: Конструкция стрелы сыграла роль гидравлического пресса. Сила динамического удара падающего ковша и стрелы о раму платформы превысила 400 килоньютонов.
Последствия:
Слесаря, находившегося под корневой частью стрелы, буквально расплющило между массивной нижней балкой стрелы и стальной литой плитой поворотной платформы.
- Травматический финал: Мгновенное разрушение тазового пояса, размозжение органов брюшной полости и грудной клетки, компрессионный перелом пояснично-крестцового отдела позвоночника. Смерть наступила мгновенно в момент удара металлоконструкции.
- Вторичные травмы: Второго слесаря, державшего выколотку снаружи проушины, отбросило сорвавшимся пальцем и ударом стрелы на 3 метра в сторону: открытый перелом обеих костей предплечья со смещением и тяжелое сотрясение головного мозга.
Грубейшие нарушения:
- Проведение любых ремонтных работ, демонтажа пальцев, осей и канатов под поднятыми рабочими органами экскаватора без установки их на надежные жесткие страховочные опоры (шпальные клети или металлические тумбы).
- Удержание рабочего оборудования на весу только за счет канатов подъемной лебедки и гидроцилиндров.
- Нахождение людей в опасной зоне под стрелой, рукоятью и ковшом.
- Допуск посторонних лиц в машинное отделение экскаватора при выполнении слесарных операций на поворотной платформе.
- Отсутствие механической фиксации (блокировки стопорным пальцем) барабанов лебедок от случайного проворачивания.
Как выжить (инструкция при ремонте стрелового и навесного оборудования экскаваторов):
- Шпальная клеть — нулевая альтернатива: Перед началом ремонта любого шарнирного узла стрела и ковш опускаются на землю. Если узел требуется вывесить, под тело стрелы и под днище ковша выкладывается глухая сплошная шпальная клеть из сухого просмоленного бруса или устанавливаются сертифицированные инвентарные стальные пирамиды-подставки.
- Полная разгрузка канатов и гидравлики: После выставления на опоры лебедка опускается до полного провисания канатов (или давление в гидросистеме стравливается до нуля), чтобы весь вес конструкции на 100% лег на страховочные подставки. Только убедившись, что канаты ослаблены, разрешается подходить к пальцам.
- Механический стопор барабана (LOTO): Барабан лебедки намертво блокируется храповым остановом или специальным стопорным клином. Рычаги управления в кабине закрываются на замки системы LOTO, электропитание приводов отключается на вводном ячейковом распределителе (высоковольтном шкафу 6 кВ) с вывешиванием запрещающего плаката.
- Позиция ремонтника: При выбивании или запрессовке осей и пальцев слесарь обязан находиться строго снаружи габаритов металлоконструкции. Категорически запрещено просовывать корпус, голову или конечности в пространство между подвижными элементами стрелы и рамой машины. Для удержания выколоток применяются специальные клещи с рукояткой длиной не менее 1 метра.