煤矿安全系统工程简介.ppt

,四川师范大学工学院,四川煤矿安全技术培训中心,周一正,煤矿安全系统工程简介,前言,现代安全管理的基本特点现代安全管理面临的重要课题，就是如何应用现代科学知识和工程技术去研究、分析、评价、控制以及消除生产领域中的各种危险，有效的防止灾害事故，避免损失从而保障人类改造自然的成果和自身的安全。主要有以下特点：1、以预防事故为中心，进行预先安全分析与评价。,2、从整体出发，实行系统安全管理。3、对安全进行数量分析，为安全管理，事故预测和选择最优化方案提供科学依据。4、从提高设备的可靠性入手，把安全同生产发展统一起来。5、建立企业管理同财产保险和安全咨询三者结合的新结构。,一、什麽是煤矿安全系统工程,系统相互作用和相互依赖的若干组成部分，按一定规律结合而成的，具有特别功能的有机整体。其主要特征：集合性目的性关联性对环境适应性,系统工程是一种科学的方法论，来源于社会实践。系统工程的基本特征：整体性关联性最优性综合性实践性,举例:,设x1为甲产品日计划产量x2为乙产品日计划产量x1+2x2303x1+2x2602x224x10 x20Zmax=40 x1+50 x2x1=6.5kgx2=7.5kgZ=975元,比较内容系统工程一般工程技术研究对象系统的整体特定目的特定范围研究的问题系统的设计、特定的工程原理、组织建立、改原则、计算、试验造和经营管理设计达到的目的各部分协调配局部最优合总体最优处理的对象人、财、物、特定工程技术全面信息流经济因素采用方法系统的观点和工程的方法方法属软科学属硬科学,安全系统工程应用系统工程的原理和方法，分析评价及消除系统中的各种危险因素，实现系统安全的管理程序和方法体系。安全系统工程作为系统工程的一个专业。煤矿安全系统工程安全系统工程在煤矿的具体应用。,控制和消除导致人员死伤、职业病、设备或财产损失的危险和有害因素，最终以实现在功能、时间、成本等规定条件下系统中人员、设备所受的伤害和损失最少。达到技术上最先进、经济上最合理、运行中最可靠、时间上最节省，协调系统中各要素之间的关系，使之达到最佳配合。,二、煤矿安全系统工程的基本内容,1、系统安全分析2、系统安全评价3、安全对策措施4、事故致因理论,三、系统安全分析方法,（一）、因果分析图法用于表述事故发生的原因与结果关系的图形，为因果分析图，其形状象鱼刺，也叫鱼刺图。形状和内容：主干表示结果（事故类型及后果）要因表示人、管、物、环等方面的主要原因支干表示中、小、更小的原因。,作法：确定分析对象，找出安全问题；分析产生原因；整理各个原因，按其逻辑因素排列，从大到小画在图上，使之成为一幅完整的因果关系图；主要原因作出标记，标上符号，作为重点控制对象。,（二）、安全检查表分析法1、安全检查表的作用2、安全检查表的内容3、安全检查表的分类4、安全检查表的编制,（三）、事件树分析(E.T.A)一起伤亡事故的发生，是许多事件按时间顺序相继出现的结果，其中一些事件出现是以一些事件首先发生为条件，事件树分析是一种时序逻辑分析方法。可分析事故的动态变化过程，又可进行定量计算，确定事故各种状态发生的概率。1、概率的基本概念必然事件不可能事件随机事件,2、事件树分析作图方法单因素系列事件树,启动,成功,启动,成功,失败,串联一个阀门的事件树,启动,成功,A,B,启动,泵A成功,阀门B成功,成功,失败,失败,阀门B失败,泵A失败,0.95,0.05,0.9,0.1,0.855,0.095,0.05,3、事件树分析在煤矿安全管理中的应用事件树分析的实质是应用逻辑思维的规律和逻辑思维形式，分析事故形成过程，将系统可靠性分析用于事故分析。例一：,S1安全,S2险肇,S3严重险肇,S4事故,井下火灾,初期灭火成功,矿工自己撤离矿井成功,经外援脱险,外部救援失败,初期灭火失败,矿工自己撤离失败,例二：煤矿斜井跑车事故事件树分析,斜井上车场跑车,上车场挡车器完好,上车场挡车器失灵,上变坡点向下20米挡车器完好,上变坡点下挡车器失灵,下车场挡车器完好,下车场挡车器失灵,S1安全,S2险肇,S3严重险肇,S4跑车事故,事件树分析主要用于预测系统中事故发展趋势，调查事故发展过程，找出事故隐患，寻找最佳预防对策。4、事件树分析程序确定系统要素，明确分析对象和范围分析各要素的因果关系从诱发事件开始，从左向右，逐步编制定量计算，求出事故发生概率根据分析结果采取对策。（首先针对概率发生高的事件，对策应尽量采取双重以上措施）,（四）、事故树分析(F.T.A)事故树分析是安全系统工程的主要分析方法之一。1、事故树的符号及其意义事件符号顶上事件或中间事件需要继续往下分析基本原因事件不再往下分析,表示省略事件或二次事件正常事件（非缺陷事件）逻辑门符号B1B2同时发生A发生与门,A,B1,B2,.,例：造成上层结果事件的下层原因表现是直接原因而不是间接原因事件,.,O2大于12,瓦斯爆炸,瓦斯达到爆炸浓度,足以能引爆的火源,T,B1,B2,B3,或门A=B1+B2,A,B1,B2,或门连接表示下面的输入事件B1B2至少有一个发生就可使上层输出事件A发生，表现为逻辑和的关系。A=B1+B2与门事件表现为逻辑积的关系T=B1.B2.B3,例：T=B1+B2+B3+B4+B5,掘进头瓦斯积聚,局扇停风,串联通风,风量不足,循环风,地质变化,T,B1,B2,B3,B4,B5,条件与门B1B2不仅同时发生，而且还必须满足条件a输出事件A才发生，否则就不发生，其逻辑关系为：A=B1.B2.aa是指事件发生的条件，而不是事件，它是逻辑上的一种修饰。,.,a,A,B1,B2,例；,.,a,触电死亡,人接触带电体,保护装置失效,i.t50mAs,T,B1,B2,条件或门输入事件至少发生一个，满足条件a的情况下，输出事件才发生。逻辑关系为：A=(B1+B2).a,+,a,A,B1,B2,例：T=(B1+B2+B3).a,断绳跑车,a,矿车落道未停车,矿车上行受外来阻力未停车,超挂矿车,T,B1,B2,B3,限止门输入事件B发生时，如果满足条件a输出事件A发生，否则就没有输出。与上述几种门不同之处是输入事件只有一个。逻辑关系为：A=B.a,a,A,B,例：,CH45%_16%,爆炸性瓦斯,瓦斯积聚,2、事故树分析举例,3、事故树化简布尔代数主要运算法则交换律分配律结合律幂等律A.A=AA+A=A吸收律A+A.B=A,例；T=A1.A2=X1.X2(X1+X3)T=X1.X2.X1+X1.X2.X3=X1.X2,.,.,+,T,A1,A2,X1,X2,X1,X3,.,T,X1,X2,4、最小割集与最小径集,外因火灾,.,a,接触,氧,x1,可燃物,火源,A,B,x2,x3,x4,x5,坑木,电缆,胶带,其它可燃物,x6,x7,x8,x9,明火,电气火,摩擦火,其它火源,T,5、最小割集与最小径集在事故树分析中的作用最小割集表示系统的危险性最小径集表示系统的安全性利用最小割集能判断事故的危险性根据最小径集可以选择控制事故的最佳方案,6、基本事件结构重要度分析利用最小割（径）集进行基本事件结构重要度分析，例如：某一事故树的最小割集为：K1=X1K2=X2X3K3=X2X4X5X1结构重要度最大X2次之X3再次之X4、X5更次之,7、事故树的定量分析基本事件概率的计算基本事件概率重要度分析基本事件临界重要度分析,T,+,A1,A2,.,.,A3,X1,X2,+,X1,X3,X4,A4,+,A5,X6,.,X4,X5,事故树示意图,行列法（最小割集求法之一）T或门A1与门X1.A3.X2A2与门X4.A4X1.A3.X2-X1.X1.X2-X1.X2X1.X2.X3-X1.X2X4.A4-X4.A5X4.X6X4.X4.X5X1.X2，X4.X6，X4.X5,四、系统安全评价,煤矿安全生产现状综合评价煤矿安全生产专项评价煤矿安全生产预评价煤矿安全生产验收评价,五、本质安全技术,本质安全就是指设备、设施或技术工艺具有包含在内部能够从根本上防止事故发生的功能。1）、失误安全功能。操作者即使操作失误也不会发生事故和伤害。2）、故障安全功能。设备、设施发生损坏时还能暂时维持正常工作或自动转变为安全状态。3）、上述安全功能应潜藏于设备、设施或工艺技术内部，即在规划设计阶段被纳入，而不应在事后在补赏。,4）、实现本质安全化的基本方法从根本上消除事故发生的条件。使设备或系统具备自动防止操作失误、设备故障和工艺异常的功能。设置空间和时间防护。实行安全措施的最佳配合。,六、人员的安全管理,（一）、人的不安全行为分析1）、人的行为的一般规律S-O-R-A刺激有机体行为反应行为完成,人体信息处理系统模式,记忆,环境,知识经验,神经中枢,显示器,肌肉,感观,操作工具,能量,机器,人机界面,知觉判断反馈,人的行为是人的有机体对外界事物刺激做出行为反应的过程，人的行为反应有时是无意识的,多数情况是有意识的，需要经历一个复杂的心理过程。人的不安全行为与这一心理过程状况密切相关。2）有意的不安全行为企图实现某种不适当的需要，如：怕麻烦，图省事，逞“能”好“胜”，多挣钱等。存侥幸心理，往往冒险行为不会立刻发生事故，这就更助长了违章行为的产生。,3）、无意的不安全行为不存在不适当的需要和目的不安全行为。主要是由于以下原因造成：a、外界信息本身有误；b、人体生理机能缺陷；c、知识经验缺乏，思维判断失误；d、技能欠缺造成行为反应失误；e、大脑意识水平低下。杜绝人的不安全行为是安全管理的一项重要内容，保证安全生产的重要手段。,日本铁路系统统计3094件交通事故，列出15项引起事故人的因素：安全教育不足101次情感紊乱19次作业准备不足91次判断失误112次作业经验不足212次记错28次作业方法不当1164次过劳11次违章作业348次健康原因11次联络不充分195次懒散、恐惧195次其它行为175次总计3094次,（二）、针对人的不安全行为防止对策可归纳如下：,1）、职业适应性检查，人员合理选拔和调配2）、安全培训教育；3）、制定和实施安全规章制度；4）、开好班前会；（危险预知）5）、实行确认制；6）、作业中巡视检查，监督指导；7）、竞赛评比，奖励惩罚。,七、危险源辨识,危险源是指一个系统中具有潜在能量或物质释放危险，在一定触发因素的作用下，可转化为事故的部位、区域、场所、空间、岗位，设备及其位置。它是能量、危险物质集中的核心，是能量爆发和释放的地方。危险源是事故发生的前提，是事故发生过程中物质和能量释放的主体。因此，有效的控制危险源，对于预防安全事故的发生，确保职工在生产过程中的安全和健康，保证企业生产顺利进行，具有十分重要的意义。,重大危险源辨识（GB182182