安全系统工程课程设计--高空坠落事故分析.doc

高空坠落事故分析目录前言 11 高空坠落事故的介绍 11.1 高空坠落事故的处理方法 12 高空坠落事故的分析 22.1 高空坠落事故的主要表现形式 22.2 高空坠落事故的原因分析 23 事故树分析法 33.1 事故树分析图使用的符号说明 33.2 分析步骤 43.3 分析程序 44 高空坠落的事故树构造 85 高空坠落事故树定性分析 95.1 最小割集求解 95.2 最小径集求解 45.3 顶事件概率 45.4 各重要度求解 46 结果分析 57 结论 5前言建筑施工的特点是高处作业工作量大，作业环境复杂多变，手工操作劳动强度大，多工种交叉作业危险因素多，极易发生事故，因此，建筑业在我国各行业中属危险性较大的行业。安全生产是建筑企业的生命线，发生事故不但给企业造成严重的经济损失，同时又会造成家庭的不幸和悲痛，影响企业的声誉，制约企业的生存和发展，甚至会影响社会的稳定。为此，对建筑业的伤亡事故进行较为科学的分析，从中找出事故的成因及对策是非常迫切和必要的。根据建设部公布的事故信息： 2003年上半年全国共发生建筑施工事故519起，死亡582人，其中高处坠落事故240起，死亡257人，分别占事故总数和死亡人数的46.24%和 44.16%；2004年一季度全国共发生建筑施工事故169起，死亡199人，其中高处坠落事故88起，死亡97人，分别占事故总数和死亡人数的 52.07%和48.74%。事实表明，在建筑业“五大伤害”（高处坠落、坍塌、物体打击、触电、机械伤害）事故中，高处坠落事故的发生率最高、危险性极大。因此，减少和避免高处坠落事故的发生，是降低建筑业伤亡事故的关键。高处坠落事故是由于高处作业引起的，故可以根据高处作业的分类形式对高处坠落事故进行简单的分类。根据高处作业分级(GB/T 3608-2008)的规定，凡在坠落高度基准面2m以上(含2m)有可能坠落的高处进行的作业，均称为高处作业。根据高处作业者工作时所处的部位不同，高处作业坠落事故可分为：1.临边作业高处坠落事故;2.洞口作业高处坠落事故;3.攀登作业高处坠落事故;4.悬空作业高处坠落事故;5.操作平台作业高处坠落事故;6.交叉作业高处坠落事故等。了解高处作业坠落事故的分类情况，对于在工作中对高处业坠落事故进行原因分析及采取预防措施是有帮助的。1 高空坠落事故的介绍根据近年来所发生在建筑业“三大伤害”（高处坠落、坍塌、物体打击）事故中，高处坠落事故的发生率最高、危险性极大。高处坠落事故是由于高处作业引起的，故可以根据高处作业的分类形式对高处坠落事故进行简单的分类。因此，减少和避免高处坠落事故的发生，是降低建筑业伤亡事故的关键;同时正确及时的应急救援工作也是减少事故伤亡的有效途径。1.1 高空坠落事故处理方法当发生高处坠落事故后，抢救的重点放在对休克、骨折和出血上进行处理。1.颌面部伤员首先应保持呼吸道畅通，摘除义齿，清除移位的组织碎片、血凝块、口腔分泌物等，同时松解伤员的颈、胸部钮扣。若舌已后坠或口腔内异物无法清除时，可用12号粗针穿刺环甲膜，维持呼吸，尽可能早作气管切开;2.发现脊椎受伤者，创伤处用消毒的纱布或清洁布等覆盖伤口，用绷带或布条包扎。搬运时，将伤者平卧放在帆布担架或硬板上，以免受伤的脊椎移位、断裂造成截瘫，招致死亡。抢救脊椎受伤者，搬运过程严禁只抬伤者的两肩与两腿或单肩背运;3.发现伤者手足骨折，不要盲目搬动伤者。应在骨折部位用夹板把受伤位置临时固定，使断端不再移位或刺伤肌肉、神经或血管。固定方法：以固定骨折处上下关节为原则，可就地取材，用木板、竹片等;4.复合伤要求平仰卧位，保持呼吸道畅通，解开衣领扣;5.周围血管伤，压迫伤部以上动脉干至骨骼。直接在伤口上放置厚敷料，绷带加压包扎以不出血和不影响肢体血循环为宜，常有效。当上述方法无效时可慎用止血带，原则上尽量缩短使用时间，一般以不超过1h为宜，做好标记，注明上止血带时间。2 高空坠落事故的分析2.1高空坠落事故的主要表现形式v “四口、五临边”防护设施不齐全而坠落。v 脚手架搭设不规范、防护设施不全、脚手板材质或铺设不符合要求而坠落。v 拆除脚手架、塔吊、施工升降机、物料提升机时坠落。v 起重吊装时坠落。v 梯子上作业时坠落。v 轻质板断裂导致坠落。v 吊篮架、提升架、挂架坠落或失稳而坠落。v 倒塌脚手架、模板支撑架、塔吊时坠落。v 提升机吊篮乘人断绳或施工升降机梯笼坠落而坠落。v 随楼板坍塌而坠落。2.2 高空坠落事故的原因分析2.2.1 人的不安全行为人的不安全行为通常表现为违章指挥，作业人员违章作业，安全技术不熟练，缺乏劳动危险性认识，或者情绪不佳，心理生理疲劳导致麻痹大意等。操作者本人的违章作业、违反劳动纪律和安全技术知识的缺乏。如酒后作业，不按要求佩戴安全帽、或在无可靠防护措施的轻型屋面上行走等。2.2.2 物的不安全状态材质有缺陷，安全设施失效或者不齐全，没有按照国家规定设立安全设施，各类孔洞或者临边无防护设施或安全设施不牢固、或已损坏未及时处理。使用不合格的材料和设施，如安全带、安全网不符合特种设备的要求。脚手架搭设不规范，如无拦腰杆、密目网封闭不严等。施工设施的安全度不满足,易发生伤亡事故。2.2.3 环境的不符合（1）大风、大雨、大雪等恶劣天气从事露天高空作业。（2）在照明光线不足的情况下，从事夜间悬空作业。2.2.4 管理的不到位安全教育不到位。如从事高空作业人员未经“三级教育”就上岗。劳动组织不合理，安全教育不到位，作为人员未经培训就上岗，安全检查不仔细，流于形式等。3 事故树分析法事故树分析法（Accident Tree Analysis，简称ATA）起源于故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA），是从要分析的特定事故或故障（顶上事件）开始，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据已知或者已经有统计或实验的结果。120世纪60年代初期，很多高新产品在研制过程中，因对系统的可靠性、安全性研究不够，新产品在没有确保安全的情况下就投入市场，造成大量使用事故的发生，用户纷纷要求厂家进行经济赔偿，从而迫使企业寻找一种科学方法确保安全。事故树分析首先由美国贝尔电话研究所于1961为研究民兵式导弹发射控制系统时提出来，1974年美国原子能委员会运用FTA对核电站事故进行了风险评价，发表了著名的拉姆逊报告。该报告对事故树分析作了大规模有效的应用。此后，在社会各界引起了极大的反响，受到了广泛的重视，从而迅速在许多国家和许多企业应用和推广。中国开展事故树分析方法的研究是从1978年开始的。当时很多部门和企业进行了普及和推广工作，并取得一大批成果，促进了企业的安全生产。80年代末，铁路运输系统开始把事故树分析方法应用到安全生产和劳动保护上来，也已取得了较好的效果。3.1 事故树分析图使用的符号说明事故树分析图形符号包括事件符号(矩形、圆形、菱形和房形符号)、逻辑门符号(与门、或门、条件与门、条件或门、限制门符号)及转移符号(转入、转出符号)3类。这里将常用符号列举出来。详细内容和要求可查看GB4885-1985故障树名词术语和符号。事件及事件符号顶事件，是事故树分析中所关心的结果事件，位于事故树的顶端，如图1(a)所示。中间事件，是位于事故树顶事件和底事件之间的结果时间。它既是某个逻辑门的输出事件，又是其他逻辑门的输入事件，如图1（a）所示。基本原因事件，它表示导致顶事件发生的最基本的或不能再向下分析的原因或缺陷事件，如图1b所示。条件事件，是限制逻辑门开启的事件，如图1（c）所示。逻辑门及其符号与门与门可以连接数个输入事件E1、E2，En和一个输出事件E，表示仅当所有输入事件都发生时，输出事件E才发生的逻辑关系，与门符号如图2（a）所以。或门或门可以连接数个输入事件E1、E2，En和一个输出事件E，表示至少一个输入事件发生时，输出事件E就发生，或门符号如图2（b）所示。条件与门表示输入事件不仅同时发生，而且还必须满足条件A，才会有输出事件发生，条件与门的符号如图2（c）所示。3.2 分析步骤编制树1、确定所分析的系统。2、熟悉所分析的系统。3、调查系统发生的各类事故。4、确定事故树的顶上事件。5、调查与顶上事件有关的所有事件。6、事故树作图。定性分析主要内容：利用布尔代数简化事故树；求取事故树最小割集或最小径集；计算各基本事件结构重要度；定性分析结论。定量分析主要内容：确定引起事故发生的各基本原因事件的发生概率；计算事故树顶上事件发生概率；并将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。3.3 分析程序介绍事故树分析虽然根据对象系统的性质、分析目的的不同，分析的程序也不同。但是，一般都有下面的十个基本程序。有时，使用者还可根据实际需要和要求，来确定分析程序。基本程序1、熟悉系统要求要确实了解系统情况，包括工作程序、各种重要参数、作业情况，围绕所分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集。必要时画出工艺流程图和布置图。2、调查事故要求在过去事故实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查所能预想到的事故，即包括已发生的事故和可能发生的事故。3、确定顶上事件所谓顶上事件，就是我们所要分析的对象事件。选择顶上事件，一定要在详细了解系统运行情况、有关事故的发生情况、事故的严重程度和事故的发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。顶上事件可以是已经发生过的事故。如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。也可以是未发生的事故。4、确定控制目标根据以往的事故记录和同类系统的事故资料，进行统计分析，求出事故发生的概率(或频率)，然后根据这一事故的严重程度，确定我们要控制的事故发生概率的目标值。5、调查分析原因顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。（直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。）方法有：1. 调查与事故有关的所有原因事件和各种因素，包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等等，尽量详细查清原因和影响2. 召开有关人员座谈会3. 根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因6、绘制事故树这是FTA的核心部分。在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以从顶上事件起进行演绎分析，一级一级地找出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，再用相应得事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。因此，对事故树的绘制要十分慎重。在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，注意逻辑门的连接问题是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。例如：若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，必须用“与门”连接。7、定性分析根据事故树结构进行化简，求出事故树的最小割集（一般用g表示）和最小径集，确定各基本事件的结构重要度排序。当割集的数量太多，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；8、计算顶上事件发生概率首先根据所调查的情况和资料，确定所有原因事件的发生概率，并标在事故树上。根据这些基本数据，求出顶上事件(事故)发生概率。9、进行比较要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统，把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果二者不符，则必须重新研究，看原因事件是否齐全，事故树逻辑关系是否清楚，基本原因事件的数值是否设定得过高或过低等等。对不可维修系统，求出顶上事件发生概率即可。10、定量分析定量分析包括下列三个方面的内容：1）当事故发生概率超过预定的目标值时，要研究降低事故发生概率的所有可能途径，可从最小割集着手，从中选出最佳方案。2）利用最小径集，找出根除事故的可能性，从中选出最佳方案。3）求各基本原因事件的临界重要度系数，从而对需要治理的原因事件按临界重要度系数大小进行排队，或编出安全检查表，以求加强人为控制。这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶上事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。事故树分析方法原则上是这10个步骤。但在具体分析时，可以根据分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及对基础数据的掌握程度等，分别进行到不同步骤。如果事故树规模很大，也可以借助电子计算机进行分析。4 高空坠落的事故树构造5 高空坠落事故定性分析5.1 最小割集求解割集是导致顶事件发生的基本事件的集合，割集中引起顶事件发生的充分必要条件的基本事件集合为最小割集。它表明这些基本事件发生(不论其他事件发生或不发生)，都会引起顶事件发生，反映系统的危险性。从这个意义上讲，最小割集越多，说明系统的危险性越大。为了降低系统的危险性，对含基本事件少的最小割集应优先考虑采取安全措施。一个最小割集对应着事故发生的一种模式。事故树结构函数：T=T1*T2=(X1+T3+X2+X3+X4)*(T4+T5+X3)=(X1+X5+X6+X7+X8+X2+X3+X4)*(X9+X10+X11+X12+X13+X3)=X1X9+X1X10+X1X11+X1X12+X1X13+X1X3+X5X9+X5X10+X5X11+X5X12+ X5X13+X5X3+X6X9+X6X10+X6X11+X6X12+X6X13+X6X3+X7X9+X7X10+X7X11+X7X12+X7X13+X7X3+X8X9+X8X10+X8X11+X8X12+X8X13+X8X3+X2X9+X2X10+X2X11+X2X12+X2X13+X2X3+X3X9+X3X10+X3X11+X3X12+X3X13+X3+X4X9+X4X10+X4X11+X4X12+X4X13+X4X3从而得到最小割集：X1,X9X1,X10,X1,X11,X1,X12,X1,X13,X1,X3,X5,X9,X5,X10,X5,X11X5,X12,X5,X13,X5,X3,X6,X9,X6,X10,X6,X11,X6,X12,X6,X13,X6,X3,X7,X9,X7,X10,X7,X11,X7,X12,X7,X13,X7,X3,X8,X9,X8,X10,X8,X11,X8,X12,X8,X13,X8,X3,X2,X9,X2,X10,X2,X11,X2,X12,X2,X13,X2,X3,X3,X9,X3,X10,X3,X11,X3,X12,X3,X13,X3,X4,X9,X4,X10,X4,X11,X4,X12,X4,X13,X4,X3共有48个最小割集5.2 最小径集求解径集反映了与割集相反的意义。最小径集则是顶事件不发生所必须的最低限度的基本事件集合。它表示这些基本事件不发生，顶事件就不会发生，反映了系统的安全可靠性。有几个径集就会有几个消除事故的途径，从而为选择消除事故的措施提供了依据。求事故树最小径集的方法是利用它与最小割集的对偶性，将事故树中的与门换成或门、或门换成与门，将事故树换成成功树（图4），求出成功树的最小割集，就是原事故树的最小径集。T=X1T3X2X3X4+T4T5X3=X1X5X6X7X8X2X3X4+X9X10X11X12X13X3可得2个最小径集如下：P1=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8；P2=X9,X10,X11,X12,X13,X3。从所求出的最小径集中，可以重新审视事故系统，研究从哪一方面人手，控制其中一组，便可使事故不发生。5.3 顶事件概率P(T)=qi=0.02*0.02*47+0.02=0.03885.4 各重要度求解5.4.1 结构重要度如下是由最小割集得出的结构重要度：I(1)=I(2)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)=3I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)=4I(3)=+1=7I(3)I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)I(1)=I(2)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)5.4.2 概率重要度Ig(i)=Ig(1)=Ig(2)=Ig(4)=Ig(5)=Ig(6)=Ig(7)=Ig(8)=q9+q10+q11+q12+q13+q3=0.02*6=0.12Ig(9)=Ig(10)=Ig(11)=Ig(12)=Ig(13)=q1+q5+q6+q7+q8+q2+q3+q4=0.02*8=0.16Ig(3)=q1+q5+q6+q7+q8+q2+q4+q9+q10+q11+q12+q13+1=0.02*12+1=1.2455.4.3 临界重要度Ic（i）=Ig(i)Ic(1)=Ic(2)=Ic(4)=Ic(5)=Ic(6)=Ic(7)=Ic(8)=0.12*=0.0619Ic(9)=Ic(10)=Ic(11)=Ic(12)=Ic(13)=