（采矿工程专业论文）基于事故树方法的瓦斯爆炸危险源辨识与评价.pdf

太嚣溅工大学颈士醭究生学位论文 关键词危险源辨识，瓦斯爆炸魁险源，事故树法，概率重要 度，临界燕要度 i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 d l s c r l 矗| 垂i n 2 薯l o na n da s s e s s m e n to fh a z a r d i n s t 札l a h o n sa c c o r d i n gt o f a u i jt r e e a n a lx s l s l ng 众s l x p l o s l 0 n a b s 瞰c t 王麓i sp a p e fa p p l i e st 圭l ek n o w i e d g eo fd s e r i m i n a t i o no nh a z a f d i o a n a l y 8 0 t h ec h a r a c t e r i s t i co f b a z a r di n s t a l l a t i o n si n g a s e x p l o s i o n a n d p h l f o 辫a 砖 l h o霉i 畿羚n c eb e 噼e e nh a z a l f d i n s t a l l a t i o n so fg a se x p l o s i o na n ds e v e nm e t h o d sa b o u tt h eh i d d e n 两珏b l eo fg a se x 霉o s i o 珏a c e o 砖i 珏g 镪缀e 蠡e | o fm i 珏eg a s e x p l o s i o n n e x tt h ep a p e fc l a s s i f i e st h eh a z a f di ng a se x p l o s i o n ， a n dp u 挺f o 州a r d 倦e _ m e a s w e sl op f e v e n tt h eg a se x p l o s i o 珏，a n 纛 s c m c t u r e st h em a m e m a t i c a lf i l n c t i o no fg a se x p l o s i o n ，a n de d u c e s h o wt oc o u n tt h ep r o b a b i l i t yo fg a se x p l o s i o n ，a n dd o e st h ef a u l t i i i 太原理工大学硕士研究生学位论文 t r e ea n a l y s i si nm i n eg a se x p l o s i o n ，a n de x p l o i t st h e e x p e r t d e c i s i o ns y s t e mo ng a se x p l o s i o ni nv c + + o nt h eg r o u n do ft h e c r o s so fc o n t m i la n dt h er e a s o nt of a u l t r h i sp a p e ri d e n t i f i e st h e h a z a r di ng a se x p l o s i o ni nz h u j i a d i a nm i n eo ft h em i n el i l i u c o r p o r a t i o ni ns h a n x ip r o v i n c e a tt h es a m et i m e ，t h ea u t h o rm a k e st h ef i xq u a n t i t ya n a l y s i s o nl h eh a z a r di n s t a l l a t i o n si ng a se x p l o s i o n ， a n dc o u n t st h e p r o b a b i l i t yo fg a se x p l o s i o n ，t h ei m p o r t a n c eo fp r o b a b i l i i y ，l h e u n i ti i n p o n a n c eo fp r o b a b i l i t ya n dt h ec r i t i c a li m p o r t a n c eo fe a c h e v e n la c c o r d i n gt ot h ef a c to ft h eh a z a r di ng a se x p l o s i o ni n z h u j i a d i a nm i n eo ft h em i n el i l i uc o 巾o r a t i o n i nt h ee n d ，t h e a u t h o rm a k e st h ee v a l u a t i o no fh a z a r d i n s t a l l a t i o n si n g a s e x p l o s i o ni nt h i sm i n e ，孕n dp u t sf o n a 嫡t h em a n a g em e a s u r e k e yw o r d sd i s c r i m i n a t i o no fh a z a r d ，h a z a r di n s t a l l a t i o n so n g a se x p l o s i o n ，f a u l t7 n e ea n a l y s i s ，i i n p o r t a n c e o fp r o b a b i l i t y ， c r i t i c a li m p o r t a n c e 太原理工大学硕士磺究生学饪论文 1 1 课题的背景 1 1 1 煤矿安金生产现状 第一寒绪论 安全是人类文明的重要标志。“安全第一，预防为主”怒我国发展经 济，保护职工健康的一贯方针。国务院对安全工作也曾明确指示：“安全 生产怒全藿一韬经济嫠门，祷鬃楚生产套鼗豹燕等夭事。娶采取一窃冒 能的攒施，保障国家和职工群众生命财产的安全，严防事故发生。” 我国是产煤大国，煤炭产量占世界总产煤麓的2 0 ，但是死亡人数 帮占8 0 。爨矿安全生产形势菲常严嫒，重耩大事敌频繁绽生。尤其是 近年来，煤矿事故发生的频率和强度之蕊令人震惊，瓦期爆炸事故造成 极为不良的社会影响，导致巨大的经济损失。 2 1 年潆矿共笈生死亡事敛3 0 8 2 起，死亡5 6 7 0 久，与2 0 年葙 比增加3 6 l 越，减少1 2 7 人，分别上丹1 3 1 3 期_ f 降2 2 。其中，一次 死亡3 。9 人熏大事故3 3 6 起，死亡1 5 8 7 人，湖比减少5 5 越，减少1 9 6 入，分掰下降1 4 。l 璐移l l 。o ；一次死亡入戳上特大事馥4 9 超，死亡 1 0 1 5 人，与2 0 0 0 年棚比减少2 6 趣，减少3 9 0 人，分别下降3 4 7 和2 7 8 ；一次死亡3 0 人以上特大事故8 起，死亡3 7 3 人，同比增加2 趣，增 麓3 入，分剐上舞3 3 3 籁o 8 。箕孛甄薪漂炸事故6 6 7 趋，死亡2 4 4 6 人，分别占2 1 6 4 ，4 3 1 4 。 水、火、顶板、瓦斯与煤尘，在危害煤矿嵌全生产的五大“恶魔” 】 太原理工大学硕士研究生学垃论文 中，瓦斯警是主角。掭统计，死亡三人以上的煤矿事故中，瓦斯事故的 毖铡接近3 0 ，死亡+ 人以上豹煤矿事教中嚣颠凄数达到9 0 以上。煤 矿瓦斯事故不仅量多，而且其危害也大，容易造成群死群伤，对矿井造 成严重破坏，给国家和人民生命财产造成艇大损失，在卒土会上造成广泛 懿受嚣影滴。 我国煤矿中，相当一部分是高礅斯矿井，5 6 l 处国有大中型煤矿中， 就宥高瓦斯矿井2 7 7 处。近年来，艇然随着科技进步和安全管理水平的 搀莲，煮擅矿区在治理瓦豢方瑟积鬃了一磐经验，取褥了良妻孑豹效鬈， 但是从总体上讲，对瓦斯还没有得到根本掌握，瓦斯事故依然较为频繁。 上述数据表明，安全生产形势不容乐观，各种容易产生事故的安全 润蘧秘隐患依然存在，其孛琵簸瀑炸事教笼蠹严筵。务耪煤矿事故邈域 了臣大的经济损失和人员伤亡，改落煤矿发全状况减少瓦斯爆炸事故刻 不容缓。 1 1 2 危除源辨识的国内外研炎现状 危险源辨识是对系统内部存在的可能导致事故而造成人员伤亡与财 产损失的各种危险因素的认谈过程。久类鑫崮蕊淤后，虢一壹为生存与 发鹱不攥她奁砖黄，安全闼题也就戏为一粒特殊嚣要客鼹的表现出来。 进入工业社会以后，生产过程中的危险成为威胁人类安全和健康的擞要 因索之一，要确保自囊的安龛，就必须认谣造成“不安全”静因素和兢 棼，判颧它们对人类造成的筑害有多大，这就是惩险豹瓣识。 现代工业活动中使用的危险物质种类和数量日益增多，熏大火灾、 爆炸、毒物泄露事故不断发貔，造成了巨大的生命财产损失帮严重的环 境渡蓼。2 0 擞篼7 0 年 弋数来，预防重大工业事救已经成为务国社会、 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 0 0 0 年9 月阑务院办公厅文件国有大中型企业建立现代企业制度 和加强管瑷的基本规范( 试行) ( 国办发( 2 0 0 0 ) 6 4 号) 第5 8 条骚求企业 “鼹重大熊险源逡行译价纛篮控，势测定应急羲案”。2 g 年1 2 其瀚 家经贸委安全生产局文件2 0 0 1 年安仝生产工作要点( 嶷全( 2 0 0 0 ) 6 6 号) 蒙求对各省会城市和计划革列市的重大危险源进行普查、评估和艇 控，并割爱疲惫羧案。潮家安全玺产法第二卡三条串蕊定“生产经 营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制 定成急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措 薤。生产疑萤荤佼应当壤照重家有关溉定将本荤绞重大憝险源及有关安 全措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和 有关部门备案”。 嚣蘸，在重大莛殓涿控裁领域我强取褥了鞍大进震，发震了一些实 用新技术，对促进企业安全管理、减少和防止伤亡搴故起到了良好作用， 为重大工业事故的预防和控制奠定了一定的基础。 筠终，现在我藿己浅舨了一些有关危险源研究懿专著，提高了一婪 危险源控制方法，这对提高我国化工罩亍业的安全管理水平起到了重要的 作用。 我滏懿媒矿生产鑫照对著下惫羧深豹系绞磷究工箨给予怒步豹除 段，这是因为国内外对危险源的研究重点是易燃、易爆、有毒薰大危险 源f 强调化学性) 辨识评价，而煤炭生产行业领域徭少涉及这些危睃性物质 ( 除瀑酸落瑟鞋终) ；舅一方瑟，我蓬煤炭行遭生产效益遘去卷零佳，垒 产安全投入资金紧缺。弱前，只有一部分效益比较好的、规模比较大的 煤炭集团公司与国内一魑科研机构群始对井下危险源进行了初步的研 究。兖翔矿娩集鼙公司为适痤建立载娩安全毽瘊管瑾体系鼢簧浓，对掰 属煤矿企业进行了危险源普查工作，对危险源辨识方法作了韧步的探讨。 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 焦箨王攀院翡张辏仨教授等人撬爨了矿由实侮秘瑶碑文鞋翮瓣器笋毫 a j 尹冶缕穗凌浮碡褒臻；鞠，迸磷忿滹篷磺旗蕊；确聪朝西麴巍薯酾 颡颡醐鞲醛筑釜；麟滋嚣辩鞋鞫弱蒂制裁a 雒警笺慰徭罐滔啭；荔磊 翳敲抛耗琴x 蘸鳓器薪黼j 浠懈圜茹蓉露登悸灏窿漭滞嵩漤，引谬j 潜 裂疑藩疆酗爿曼静跨翻坪蔽鳕稃叠鳓舔豳确露萄鑫疋呸! 薹赠p 髓醣敛 ，致使1 8 入死亡，数予拣房攫毁舔，爆终凑数发生后，茭国 卫生与安全委员会设立了重大危险咨询安员会( ( a d v i s o r yc o 唧i t t e eo n 黼a j o rha z a r d s ) ，简称a c m h ，负责研究簸大危险源的辨识、评价技术和 控制攒施。欧共体在1 9 8 2 年6 月簇枣了工业滏动中璧大事效建险法令 ( 简称塞韦索法令) 。国际经济合作与发展组织在0 e c dc o u n c i l a c t ( 88 ) 8 4 中，也列出了2 0 种重点控制的危害物质。为实施塞韦索法 令，荑晷、蕊兰、德蓬、法重、焱大裂、笾裂黠等欧效体成员重彭簇枣 了有关重大危险源控制规程，要求对工厂的重大危害设施进行辨识、评 价，提出相应的事故预防和应急计戈0 措施，并向主管巍局提交详细描述 黧大鑫羧源状援的安全摄告。1 9 2 年，美垦劳互邦职照安全里生管理局 ( o s h a )颁布了高度危害化学品处理过程的安全管理( p s m ) 标准，标 准中提出了1 3 8 种( 类) 危险源物质及其f 晦界量。随后，美国环境保护署 ( e 淤籁毒了颈爨识学泄瓣事鼓熬最陵譬理程序( 粼p ) 撂漆，对危险 源的确认做出了规定。1 9 8 4 年印度博帕尔事故发生后，1 9 8 5 年6 月国际 势工大会(i l o ) 通过了关于危险物质应用和工业过程中事故预防措箍的 凌定。l g8 8 年l l 0 窭叛了耋大危除漯控蠢l 手魏，1 9 9 l 冬i l o 嶷叛了预防 爨大工业事故实施细则。1 9 9 3 年通过了预防蔗大工业事故公约和建 议书，该公约和建议书为建立国家熏大危险源控制系统奠定了基础。该 公约将“重大恁害竣涟”( 溉j o rh a z 8 砖i n s t 矗l l 转t i 。n ) 定义为：“无论长 期地或临时 太原理工大学硕士研究生学位论文 了第一次安全系统工程座谈会，介绍和推广了事故树分析方法，以后又 在许多省市和企业中介绍、试行和推广，充分显示了它的科学憾与先进 牲。实践诞暖，攀羧褥分辑法宠全缓嗣予我藿国民经济务部门器行业的 安全管理，是一种具有广阔的威用范围和发展前途的系统安全分析方法。 目前，事故树分析技术在航天、化工等行业有了广泛和深入的应用， 在漂炭行监中静寝薅还蒲予起步除段，一般只蘑至了定锻分析，定量计 算分析应用很少。 1 2 课题的意义 瓦麓艨炸事故是当靛煤矿安全生产中威胁最大、最突瞧蛉一个问题。 根据全国煤矿1 9 9 l 2 0 0 0 年的统计数据，仪一次歹e 亡3 人以上的瓦斯煤 尘爆炸事故就发生2 9 0 3 起，死亡2 1 9 4 0 入，平均1 3 天发生一次。煤矿 生产系统是一个半人工、半皇然的动态复合系统，圆时瞧是一个事故发 生系统。冀各类事故具有在纯自然环境或人工环境下完全不同的事故数 因特性。尤其是瓦斯爆炸事故中，危险源多，空间分布复杂、鼠相互制 约，致因因素复杂，随极性、隐藏性强。这些特点绘瓦巅爆炸搴故危黢 源管理工作带来了极大的困难，致使矿井瓦斯安全管理水平难以提高。 煤矿企泣生产条件复杂多变，作散环境麓，鲁拣因素和入为函素多， 大型极其及裹熙除作业农生产过程普避存在，实璎安全叟产嚣婺全瑟、 准确对瓦斯爆炸事故中存在的危险源进行识别，并建立预防和控制重大 危险源的虢控机制，阻求使工娩生产遮到本质安全他。同随运磁事敌树 方法对瓦袋爆炸事数述行握应瓣定性毅定量分扳与译玲，建立起防范搂 施。目前，我国还没有正式的煤矿瓦斯爆炸危险源辨识标准和确定的安 7 太原毽工大学硕士研究生学位论文 第二章瓦斯爆炸危险源辨识 把谈谖系统中存在静危狳并确定英特征酌过程称之为危险辨识。辩 识是危险源研究的第一步，麓有效控制事故发生的基础。辩识包括给出 愉如其分的危险源的定义及阁合理的辨识标准来确认系统中存在的危险 源。 2 。l 基本摄念 2 1 1 危险源 危险源，也就是危险的根源，是指可能遗成人员伤害、财产损失、 环境破坏戚其组合的根源，它可以是存在危险的一件设备、一处设施或 一个系统，也可能是一件设备、一处设越或一个慧统中存在的危险的一 部分等。生产系统中具有潜在能量和物质释放危睑的、衣一是触发因素 作用下可能转化失事数蛉部搜、区域、场掰、空瓣、羯位、设备簿都霹 称为熊险源。这墅所攥熬舷发因素是危险源转纯为事敬的外潮，它包括 入静失误、作控环境等。阂时，这些触发函素本身就楚危险源。 生产系统中的危险源是和安全、危险、事故三种状态紧密相联的。 安全是指生产系统的危险性在可按受的闭值内，不出事故。通常认 为系统的备项参数都符合设计状态下的安全状态。在安全状态下，系统 发生事故的可能性在可接受水平之下。 危险也穆熙险，危险是一个泛指的概念，广义的煞睑是擐一毒申琢壤 或状态，楚撰超出人的控制之崧鲍莱粒潜在故强境条绺，郯攒有遭到损 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 害或失效豹可旋性；狭义豹危险怒籀一个系统存在豹不安全鹣可麓，隆及 其程度。为了将生产过程中的危险具体明确下来，可对系统存在的方方 面面的热险进行识别，其识别结果就是系统中的危险源。比方说，开关 潺电蹩煞险嚣，开关簸是一个惫狳源。 事故是指处于危险状态下的系统，受某些因素激发导致发生过程中 断、生命与财产的损失或环境破坏。 觚瑗论上漭，安全状态和事赦状态是系统楗对形定熬状态，丽危陵 状态则是安全状态的存在条件遭到破坏后，系统从安全到发生事故前的 一个动态过程，是系统舱不确定状态。安全的慰瘫面是危险( 风险) ，不是 事兹，懿不密事故鞠安全等同起来是不辩学静。 2 1 2 煤矿盎险源 嘏掇危险源的意义，煤矿蔻陵源就是存在予矿井或煤矿譬三产的各个 环节中的，可能造成人员伤亡、财产损失、环境破坏的根源。例如瓦斯、 水、瑕投、捉槭设备簿等。若把整个煤矿系统佟为磷究对象，瓦簸是危 险源之一。 2 1 3 瓦斯爆炸危险源 瓦斯爆炸危险源是指在矿井备个运行的系统中所存在的可能造成瓦 斯爆炸的因素。例如风量不足、瓦斯局部聚集、工人井下吸烟等。瓦斯 矮海惫黢澡其骞叛f 特点： ( 1 ) 瓦斯爆炸危险源具有客观察在性 瓦斯爆炸中的危险源，是客观存在的，不以人的主观意识为转移。 不论入爨是否愿意承认它，它熬会实实在在遣存在羞，瑟显主褒条终 1 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 其备，它就会由潜程的危险变为现实而引发事放。 ( 2 ) 瓦斯爆炸危险源具有潜在性 这种潜在往，一是指存在于即将逡行的作啦过稷中，不容易被人们 意识到域能够及时发觉而又有一定危险性的因素：二是指存在于作业过 程中的危险源虽然明确地暴露出来，但没有变为现实的危害。应该指出， 并不是掰有的危险滚都必然会转交为现实静危鬻，导致攀故的发生，识 是，只要有危险源存在，就有可熊危及安全。 ( 3 ) 瓦斯爆炸危脸源其有复杂多变性 危除源的复杂性是由于作业实际清况的复杂性决定的。每次作业尽 管任务褶同，但由于参加作业的人员、作业的场合地点、使用的工具以 至于所采取的作北方式各羿，可能存在的危险源也会不问。相同的危睃 源也有可能存在予不间的佟垃过程中。 ( 4 ) 瓦斯爆炸危险源其有可知可预防性 日常煤矿生产中存在的危险源真有定的隐蔽性，它常常隐藏在作 娩环境、机器设备及体业人员的行为之中。按照辩 芷的观点来看，一切 客观事物都怒可知的，只要思想重视认真分析每项具体施工及缎护工 作，采取的措施得力可靠，危险源可以在日常作业中预先得到识别和预 防，这也是瓦斯箍险源辩识的蘩础靼前提。 2 1 4 嚣新爆捧危羧滚筒瓦斯漂浮攀姣稳悫静荚臻 煤矿生产工 乍孛褥在蛉瓦欺簿炸事赦隐患，通誊是摆在生产过程中 存可能造成瓦疑爆炸瓤带卷入昃伤亡、经济损失豉环境破辐懿不安全爨 索，它包含人的不安全因豢、物的不安众状态秘管理上的缺陷。从定义 上可以餐出，嚣瑟爆炸廖鼓憋患零餍上是瓦款爆炫危黢( 危褰) 嚣素豹一黪 太原理工大学硕士研究生学位论文 分，属于瓦斯爆炸危险源的范畴。瓦斯爆炸事故隐患是客观存在的，存 在予煤矿企业的生产全过程，对职正的人身安全、财产安垒和企业的生 夺、发展都点接均成威胁。瓦颠爆炸事鼓隐患具毒恁睑性、隐簸蛙、突 发性、耀果牲、连续性、意钤性、潜效性、特殊性、季节健等特点。委 确认识憋患静特征，对熟悉和攀握溱患产垒静淼嚣，及时研究并落实防 范对策疑十分重要的。 事故隐患的第一物质属性来自于危险源。危险源与事故隐患是同源 事件的不同层面上生成的两个不同的概念。前者通常强调区域、场所、 设备、设施中存在或固有的在一定条件下破坏性能量( 物质) 的多少。它具 有明显的静态特征，特点是其客观存在性。事故隐患与危险源棚比，可 以用这样一句话来麓单定义：事故隐患特接出现瞍嚣防范缺赂( 人蛉不 安全暂为、物的不安全状态、具骞一定弓l 发频度或群在管理缺隧) 懿怨陵 源。 从系统工程的角度着，器危险深不珂能孤立于社会，更不可能孤立 于物质环境。事实上，它们往往处于不闹的管理状态或数控状态。例如， 核电站，从危险源的角度讲，核反感堆是极其重大的危险源，但是由于 管理严密，多重保护和预、反馈技术的有效控制，安全富裕度很大，不 定形成重大隐患。由予不同的人为干预，即使是同一类危险源，现实 危险度也会皴然不同。对于瓦斯危睃源来说，不同的矿抟，具有扭阉鲍 嚣簸爆雪# 危黢源，出于防范摧憨积管理鲞攫麴不霹露瓦叛爆炸事故毖患 也是不爨的。 2 1 5 夏毅爆炸惫睑源系绫黪状态 瓦鲰爆炸危险源一般来说有3 釉状态：安全状态、混沌状态、危险 1 2 太原瑗工大学硕士研究生学位论文 状态。安全与危险是危险源系统的两个特殊状态，安全是相对的，危险 是绝对的。安全与危险状态之间是一个过渡的混沌状态。正是混沌状态 粒存在襁戏了霹究危险游系统黪性、鞭测系统寒寒状态豹关键，是困难 和希魍并存的研究领域。 ( 1 ) 安全状态：意味着系统内暂时的和谐、平衡与秩序。此状态是 久袋掰鬻望瓣、试霹兹，是大稍投入精力、翡慧、耱力及戆量、付出找 价后才得到的。持续的安全需要持续的投入。在煤矿系统内部，当瓦斯 浓度、温度、风道以及各项相关指标均满足煤矿安众规程舰定的条件下 为安全装惑。 ( 2 ) 混沌状态：既不是危险状态也不是安全状态，而遏介子二者之 间的一种“未知”状态的集合。对系统内在变化具有敏感依赖性。向安 全方囊还是囱莛验方蠢转伲是有意义戆、篷褥瑟究戆淹题。煤矿系统内 部，猩开工生产的时间内，大部分时候属于该种状态。 ( 3 ) 危险状态：意咏着混乱、无序，存在隐患，是灾害损失发生的 蓑提条馋。 2 2 瓦新爆炸危险深辨识 瓦斯爆炸危险源辨识就是将瓦斯爆炸作为研究对象，作为一个系统， 认识箕中的危险因索并确定其特性的过程。辨识工作首先疆对所研究的 对象避嚣疆粪，然薅将调囊判紫出载惫险源分类，以裂予统一管理帮提 出措施。 1 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 2 1 调蜜的内容 矿井生产系统是一个由采掘工作面、煤岩层、人员、通风系统、机 电竣套、运戆系统等缀艘懿动态复杂系统，影豌嚣颠爆炸蔻黢源系统安 全性、可靠性的主要因素有瓦斯因豢、安全管理运行状态、人的不安全 行为等，这些因素具有广泛憔、具体性和复杂性的特点。一般主要还是 鼓凌场经验为主要蔹攥充分调查弓| 越瓦簸豢集翻火漂熬产生薄方嚣懿因 素考虑。一般考虑通风设施、通风聚统的合理性、局部瓦斯的涌出墩、 排放瓦斯的能力、各种仪器设备的使用情况、各种防护措施愚否到位、 各矮工艺楚否蓊合标猴鞋爱燕虿有管理缺錾、入舞霆素带寒豹蔻验。 2 2 ，2 调紊方法 为了调查工作的简便和全面，搬据煤矿并下生产特点和瓦斯爆炸中 危黢因素存在的情况，可采用以下几秘方法进行调查： ( 1 ) 现场观察法：通过对工作环境的现场观察，可发现存在的危险。 从事现场观察的人员，要求熊有安全技术知识和掌握竞管的取监健藤安 全法魏、标准。 ( 2 ) 安全检查表法：运用煤矿生产单位己编制好的安全检查表，进 行系统的安全稔查，可辨识如生产中存在的危险( 危害) 黼素。 ( 3 ) 阉卷谖查法：露要求被调囊并下生产系统内的作业人昃，根据 本岗位的设备情况、操作情况、自身素质情况、作业环境及操作规程的 完善情况，找出本岗俄的瓦新爆炸危险因索。 ( 4 ) 售惠分辑法：蠹阙生产单经戆瓦磐爆黪攀教豹记录及扶有关类 似单位、文献资料、专家咨询等方面获取有关危险信息，加以分析研究， 辨识出系统中存在的危险因索。 】4 太豫理工大学磺圭骑究虫学诬论文 运避程中存在易冁、荔臻或有毒秘质。这说瞬逑簸霆大工盈漆故的发生 的可能往和事故影嫡瀚严重髋既与秘瘊的阉有瘸健有关，又与设施或设 备中实有静危险杨藏数鲞有关。 目前，国内外对“煎大危险源”的划分也没有统一的标准。国际劳 工组织认为各国应根据具体的工业生产情况制定逐合国情的重大危险源 辫谈标准。标准戆定义应熊反浃出姿遣该孬韭急爨蕻决灼闻题_ | 蔓及一个 国家的工业模式。 瓦斯爆炸属于重大危险事故中的第一类事故，由于危险源辨识工作 开鼹还殛予起步瓣段，艇以还没毒形成霾定豹分类稼难，这裁绦统一簿 理工作带来了困难。所以，制定分类标准将瓦斯爆炸危险源分类，以做 到分类管璃对预防瓦斯爆炸事故意义踅大。 本文袄据孰逡交叉耱爨理秘事敷发生戆覆霹说将瓦莠蓐瀑终筑险漂分 为三类。 2 3 1 轨迹交叉论 如图2 一l ，轨迹交叉论的基本恩想是：伤害事敬许多耀互关联款搴 件顺序发展的结果。这些事件概括起来不外乎人和物( 包括朔：境) 两大发煨 系列。当入豹不安全行为和物韵不安众状态在各鲞发展过程中( 轨迹) ，在 一定对闻、空闻发生了接触f 交叉) ，熊量转移于人体时，伤害事故就会发 生。而人的不安垒行为和物的不安全状态之所以产生和发展，又是受多 种因素作用的结栗。 图中，起因物与致密物可簸是不网的物体，蠼可能怒同一甥体。瓣 样，肇事者和受害者可能是不间的人。也可能是同一个人。在多数情况 下，国予企泣管理不善，使工人缺乏教育和训练或者设备缺乏维护、梭 1 6 太原理工大学硕士研究嫩学位论文 1 7 鞋酶 翊鼎裎燎 誊。当=*lu 8誊jo导uj i譬。荔h山必 田啦蛞g窜臀耐懈斟嚣_【|n田 强躐旗慨 腋隧鲻鋈 圜隧篷礴 太原理工大学硕士研究生学位论文 就是发生伤亡事故的“时空”。 若是排除了机械设备或处理危融物质过程中的隐患，消除了人为 蘸忽，剥涎个连镁系裂进行瓣方定转交，事数系裂熬逡镤孛叛，嚣系 列运动轨迹则不能相交，危赊就不会出现，即可达到安全生产。 例如，对人的系列而言，加强安全教育和技术训练，迸彳予科学的 安全管理，麸生疆、心壤羁搽俸土控露l 不安全行凳豹产生，裁等予“敬 断”了导数伤亡枣故发生的人这方灏的连锁。阻止人的失误来预防事 故，虽然不是不可能的，但对具有行动自由的人，硬性限制其发生失 误豹凝率低羁逐 娃予零，这巍实戥中校难达到，溺为禚然因素难竣避 免。即使人的不安全，行为已经展现，如笼安全生产经验，缺乏安全 知识，违章误操作等，构成( a ) 一( c ) 系列，也会因为具有安全闭锁装置， 使( a ) 一( c ) 系剜中断，潮诧完全可敬避免伤亡事赦的发生。这称为第 一使的安全保护搓施。 失效保护虽熄万一人们操作失误时仍能保证安全的装嚣，但是只 适箱于有机械设备的入机系统中：对有物颤危害的入物系 绞，只好遐一步对职工聚取积极的个钵防护，这穆荛第二短懿安全保 护措施。 2 3 2 事故发生的原因说 通过奄阅大缀资料记录对事故的分析得知，鬻故是否发生走要取 决予入、物、环境和管理因素。 ( 1 ) 人懿覆强 指人的不安企行为。生产中发生的各种工伤察故，究其原因，不 2 0 太鲧理工大学硕士研究生学位论文 工，一人在料仓漏嘴附近清扫矿料，因为身体不舒服，加上仓口周阑 无可靠的安全豳栏，不慎坠入料仓内被热矿料烫死。该事故烧由人的 不安全行为( 繁痣终业且在溉无安全跨妒浚慈又无监护蕊。跨况下， 人上料仓作业) 及物的不安全状态( 料仓口周围没有可靠的安全围栏， 且仓内装着热矿料) 引起的，但事故的根本原因却是管理的缺陷。酋 走，将霄瘸翡入安蓑凌这一劳动强凌释鑫羧睦丈翡爨鬣上，这辩生产 管理和劳动组织本身就不恰獭。其次，安全防护不全，也是管理缺隈 所弓i 起的。随着科学技术的发展与擞产规模的扩大，安全管理也将由 镑统麴警瑾方法淘褒代辩学管理转褒。我们应该大力掇离安全管瑾承 平，预防事故的发生。 本文程研究瓦斯爆炸危险源时，综合考虑轨迹交叉轮原理和事故 发生的蒙溺说，兼颓嚣斯爆炸危险源静特征，将瓦新瀑炸危险源分为 三类：人蛇不安全行失、物的不安全状态、社会季珏环境因素，以便对 瓦斯爆炸危险源分类管理。本文将这种分类法定名为三部分类法，在 后面豹分析中，将检验其适糟性。 将危险源辨识分类，将疑毒利予后鬟瓣分榜谬埝与管理。 2 4 瓦渐爆炸危险潦辨谈实例 以山顽离柳焦煤集团有限公司朱家店煤矿的合作项目为纂础，通 过实逸考察，对收资料集数据迸行分析。 2 4 1 矿井概况 山西离柳焦煤集团有限公司朱家店煤矿位于吕梁地区中阳县境 2 3 太原趣工大学硕士磷究生学位论文 内，在县城北1 0 k m 处的衾罗镇水峪村，隶属吕梁行署，3 0 7 剿道和 2 0 9 国道扶矿区边缘穿过，孝秘铁路羹穿本矿工照广场，矿并交通条 件便利。 矿井井狂l 蠢积2 2 。9 8 k m 2 ，批准开采的煤层为、矿、l 扩殴瑟 煤层。现帮聚煤层戈4 8 煤艨，煤层厚度为o 1 7 6 m ，平均厚度o 9 8 m ， 为低硫、低获优质主焦煤，煤层倾角1 0 。，顶板以粗、中、细砂岩为 主，底教以巾、缨粉沙麓为主，可最储量1 3 5 7 9 万t 。本井田地震构 造简单，多为正断层。矿并为高瓦斯矿并，瓦新稻对涌出量1 5 9 8 m m i n ，煤尘爆炸指数为2 6 7 ，煤层内燃等级为1 级，煤尘火焰长度 3 m m ，其窍爆炸莛玲憋。 矿井采用斜并开拓方式，共布霞三个斜并，以辩主、副斜并担 负矿井煤炭遴输、排矸、进风、材料升降和人员下放任务。回风斜井 瞧受矿井麴题风任务。矿共设诗生产熊力为4 5 万强，鼹务年限撼觐。 全矿井只布谶一个采区，即西二采隧，采区准备巷道、回采巷邋均布 置在4 ”煤层中。采区内只布置一个回采工作面和四个掘进工作黼，工 终嚣长疫为l i 潍l ， 毳癸产璧1 4 创个。疆采工终露秘援逶工捧瓣全部 采用爆破落煤回采工艺方式。 矿井熬设有三个井筒进行矿井通风，其中两个进风井，即主斜井 黟割麓势。令鋈厌籀莠。矿共实行巾受著裂撞塞袋逶菇。主壤爨秘 型号为4 7 2 1 1 n o 一2 0 b 离心式扇风机，扇风机房内装有两台主 扇，一台正常运转，一台备用。矿井反风方式为殿风道反风。 逶过蜜溺，备并麓避嚣甄戆凝羹下表： 太原理工大学硕士研究生学位论文 表2 1 各井筒进回风情况 t a b 2 - 1a iri n f a k ea n dr e t ur ns i a t e0 fe a c hw e l lc a s i n g 序号井筒名称类别风量m3 m i n l 主斜井进风 6 2 l 2 副斜井进风 1 3 5 9 3 回风井回风 1 9 8 0 2 4 2 瓦斯爆炸危险源辨识 研究对象：朱家店煤矿生产系统和外界因素中有可能导致其瓦斯 爆炸的危险源。 研究方法：主要以事故树方法为主，综合利用现场调查法、标准 对照对照法。 分析辨识：瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸的重要的危险因素。通过大 量经验可知，造成煤矿井下瓦斯积聚超限的多发地点为掘进工作面、 采煤工作面、采空区等。主要是煤巷掘进中煤巷单位面积瓦斯涌出量 较大；仅依靠局扇通风；掘进中独头通风而并非循环风，且经常断电 等原因造成风机停转或供风不足；电气设备防爆性差而导致瓦斯积聚 达到爆炸浓度。 通风系统、火源和瓦斯浓度是造成瓦斯爆炸事故的重要因素。 ( 1 ) 通风系统：主扇能力不足，主扇故障，通风系统被破坏， 风桥、密闭漏风，回风巷冒顶堵塞，风门打开，风流短路，风筒漏风， 违反规定的串联通风，作业点风量不足，风速太低，无局扇，局扇随 意开停，局扇循环风，局扇风筒口距迎头太沉，局扇风量不足。 太原理王大堂姆计嚣肇学位论文 曩鬻：霉| | 鬻冀豢重兰；薹羹羹妻雾嚣薹纛，嘉薹霉霉掣 璧鬻麓；曼露薹雾需灏耱。鏊氆蠢端缀鞴芝尊囊? 囊冀参螽麓囊。簧 0 害一主i 0 | _ = 耋薹? 蠢警荨? 譬兰荔羹。萋蕞雾襄； 萋耋 x 。 寸 太淼理工大学硕士研究生学位论文 量蹬 分、 。f 0 奄 、 珏 。囊 吼 o ，运港 擎古一奇 伊 誊蠢 一零 分丫 9 9 翕 时ll嚣薪息鼍l掌萄龠对譬謦o5u毗茹。霉掣篇匙，m曲吐嚣 田臻茁吲崾祷*n|“田 穗秽 ，哆|秽j物 ，母、 一、 。k 垮v 等 蠢 一 分 ，il恳汜 、 e 2 r 太原理工大学碱士研究生学位论文 ( 2 ) 必源：主瑟寒自疑被设备、设施簸簿嚣弓| 莛熬藏獠起火或 放电火花，亦可能怒井下人员的违章行为所致。在朱家店煤矿井下现 场，没有发现人员遗章行为。但据咨询有关人员和翻阅相必纪录，也 密凌邋入受违章熬行隽。 ( 3 ) 瓦斯浓度：采空区瓦斯涌出，上隅角瓦斯积聚，违章排放 瓦斯，寓巷瓦斯积凝，过断层或破碎带，局部瓦斯未得至u 及时处理， 没寿嚣搿检灞擐警装置，瓦薪捡溺掇警装置失灵，嚣薪硷溺报警装置 位置不当，无瓦检员，瓦检员空班漏检。电路故障，违章停电，上述 因素都有可能造成甄斯浓度的上升。 通过以上现场的观察并咨询现场工作人爨帮有关专家，翻阏矿楣 关记录得出朱家店瓦斯爆炸危险源主要有：没及时处理聚集瓦斯、没 按时梭测、吸烟、电器接火工艺不合要求、电缆接线方法不良、通风 杭停转、风痛漏风、风篱距工 筝蕊过长、警报断电仪失灵、警报断电 仪位置不当、采空隧瓦斯大、采绽区瓦斯涌出、上隅角风避低、风量 不足、供风能力不足、放炮起火、电烽气焊、大灯泡、撞蠢摩擦、火 区火源、设备失瀑、变压器电枫开关内不短路、电压高绝缘海穿短路、 电缆受机械损伤。 2 。4 3 凫险源分类 根据前面提到的三部分类方法将所辨识出的各个危险源进行分 类： 第一类：人的不安全行为：没及时处理聚集瓦斯、没按时检测、 吸烟、电器接火工艺不合要求、电缆接线方法不良。 3 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 第二类：物豹不安全滚态：逶菇疆缮转、风癌瀑疑、风篱距工掺 面过长、警报断电仪失灵、警报断电仪位鬣不当、采空区瓦斯大、聚 空区瓦斯涌出、上隅角风速低、风量不足、供风能力不足、放炮起火、 奄烽气簿、大灯滚、撞击臻擦、火区必涿、设备失溪、嶷题器电魂开 关内不短路、电压高绝缘击穿短路、电缆鼹机械损伤。 第三类：社会和环境因索，可以概括为两方面，一瑟管理决策朔 警灌方式失误，二是管理系绫存在严重魏翳，与瓦薪藏泠源诱发事敬 有关的主要表现： ( 1 ) 不严格执行煤矿安全规程中关于预防嚣颊的戴定，数 使嚣斯积聚： ( 2 ) 通风系统缺陷，不熊有效排除生产过程中涌出的瓦斯； ( 3 ) 在处懑诸如封 放琵凝等危险现象的过程中，违章指挥粒违 章搽作； ( 4 ) 在处瑷瓦斯爆炸攀敞过程中，出现违章指挥，致使瓦斯爆 炸攀救的伤亡人数增趣，事故波 圆统稣霾庀咦枇饕7 分布在暴区毒孝睾喜乎豢、采区运输平巷、圈菇虿门帮霞风豁势分裂占蘑 阻力的1 5 8 8 、1 8 4 4 、1 3 6 5 和2 5 5 3 。 随稽朱家店煤矿矿井开采范围和开采强度的加大，原脊矿井主扇 缀难瀵足矿劳瘸最圭|鏊点兹供风嘲滔；霸委j莲囊锈蕤b疑i翼薹歪麓 变琵；磋镰页瑟瑟藩蠢森蘧篓鹜j 霪鹜甍 x 太原理工大学硕士研究生学位论文 髟式及燕险程麦氇将淹蓉开采穆驻麴不羹鋈蔓；篓签增薹囊篓囊纂冀 豢冀萋鍪鍪羹囊，薹鬻鐾荔冀霎囊霞鑫委瓤匪鬻烈瓤裁譬。琵蜊嘣 海罐龋籍滢鬻鐾隋墓鬻憎爱镘淳嘴。 i 妻! 嚣譬曼囊瞬 默甍辩融鹭瓢罄囊鬻薹篓墨霍萋囊鐾蒌霎蘑隔蔼鐾 2 n = 搿 甘 l 篓 譬 上 h 心 l 撼 卜 太原理王大学硕士研究生学位论文 ( 1 ) 憨缭了安全、煞陵、惫验源蠡奄藏念，撵懑了媒矿莛浚源窝 瓦斯爆炸危险源的定义。 ( 2 ) 探讨了瓦斯爆炸危险源的特点：客观实在性、潜在性、复 杂多交往、可知可予蚕蒴鳇。说明了瓦麓瀑炸危险滚襁瓦赣爆炸攀藏稳 患的关系。提出了瓦斯爆炸危险源系统的三个状态：安全状态、混沌 状态、危险状态。 ( 3 ) 分析了瓦麓潜炸瓣囊蘩刿剡善萋葡蟛；熏强转囊嚣黧锱 臻襄； i 垂l 影擎掌象銎i 荔鬻羹簪謇擎翥彰甓藿藩灌潦满霎：霾鞣鲥 鹌d 誓争划，僧紫掣雾鋈蚓豁鞭翔嘏眸臻鹫要是垡登1 国眍凄：都煎 删释建感蕊辑鎏撵印妻嚣懑摇峪毒誉翅缀型器劳咨饔囊鍪雾矗f 争 醺登影薏亨毵瀚? i ；翻莹撵味露剐甾薹经帮端堪辑错博濂丰枣看蕊磺嘶坷羯洱 瀵蔺游龋溪i 雕翁髓卿瑚两糯疆j 拳击系基i 是蓉蕊戳鬣嚣，举誊惫 嚣警，等尉鸶裂、风痛漏风、风篱距工 筝蕊 过长、警报断电仪失灵、警报断电 仪位置不当、采空隧瓦斯大、采绽区瓦斯涌出、上隅角风避低、风量 太原理工大学硕士研究嫩学位论文 点霆：在f 馘e a 蓥蚕窭上，塞元素敲跨概率，系统纛大馥漳穰率计算 系统危险性指数。适用范围是：机械电气系统、局部工艺过程、窜故 分析。 i ，( 4 ) = i ，( 5 ) i ，( 1 ) = i ，( 2 ) = i ，( 3 ) 当最小割集中的基本事件数目相等时，出现次数多的基本事件 比出现次数少的基本事件结构重要度大。 例如，某事故树最小割集为： 扛。，z 。，工，x 。 ，仁：，x 。，工，工。 ，扛。，工，j ；，x 。) &：，x ，x ，z 。) ，b ，x 。，x ，x 。) ，扛：，工，z 。，x ， 贝0 ： i ，( 5 ) i ，( 6 ) i ，( 3 ) = i ，( 4 ) i ，( 2 ) i ，( 1 ) 在基本事件少的最小割集内出现次数少的基本事件与在基本 事件多的最小割集内出现次数多的基本事件相比较，一般说前者结构 重要度大于后者，极个别情况下两者相等。 例如，某事故树最小割集为： 仁。 ，仁：，z ，) ，仁：，工。) ，仁：，石； 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 三耱重要系鼗，拭不弱方瑟爱获了綦本事 孚翡羹要程度。络稳重 骚系数从事故树结构上反映基本事件的藿要程度；概率重要系数反映 基本事件的概率增减对顶上事件发生概率影响的敏感度；临界重要系 数是麸敏感度弱叁身发生概率大，j 、双纛焦凄反浚鏊本事 孚夔耋蘩程 度。一般可以按三种重要殿系数大小安排采取措施的先后顺序，也可 以按三种重娶系数顺序分剐编制安全检凌表，以保诞既有重点，又能 金瑟检查静嚣静。三释稔焱表中，只髯遥过蕹赛重癸凌分析产生鹣捡 蠢表，才更麒有实际意义。 3 8 事故辚癸辑法静毅避 3 6 。l 事故瓣努接法最羧t 陵及改进方爨 ( 1 ) 事故树分析法的缺点 由“绫鬃”导出“原因” 此法有很强的方向性，即逻辑分析仅用于“某一事件t 发生”必 然有“事件a 或事件b 或”发生或潦件“a 、b ”同时发难。 令菜攀侮发生鞋“l ”表示，不发生鞋“o ”袭示。越法瓣饔敬 树中任意事件的状态只设鬣了“o ”与“1 ”两种可能性，或者说，它 选用了“非此即彼”的思维方法。 摄据攀教菇势鳃褥豹蓑于最，j 、劐集嚣然霹潋鼓纛嚣罢致续采 瑷出头绪。然而，这仅是定性的结论，不能进行定赞分析。所以说， 南故树分析法( f 1 a ) 分析攀故原因是强项，而应用于原因导致事故发 囊豹可能蕊大小箍溅是弱疆。 5 】 太骤理工大学硕士研究生学位论文 ( 2 ) 事故树分析法( f 1 1 a ) 的改进方向 穰据中文资料的查丽，己我刚对事故树分祈法( f i a ) 改进的文 章。其改进的方向都是魍强巍“魇嚣”至“结暴”鲍掺叛，体现出入 们酱遍对运用事故树分析法( f 1 a ) 原理应用于实际情况安全预评价时 对攀故发生可能性大小问题的兴趣与关注。 己裘到熬对事数薅分叛法翻渔) 改遴翡文章，鲶采罴了摸凝数 学与模糊集的运算法则。 本文赞同采用模糊数学概念与基本方法，但不想在模糊数学豹 学辩矮蠛淹涉足过深，仅强调对事敬树分析法( 鞭a ) 戆方法改涟。 3 6 2 对攀艘褥分耩法酌改进 ( 1 ) 事故树分析法的修正方案 本文对事敖孝霉分毒厅法残a ) 提凄戳下六点掺羹三： 事故树上任意事件a 发生的可能性用隶属度鳓表示。取使 范围是( 0 ，1 ) 。掣。= 1 袭示该命题完全成立；一= o 表示情况与命题完 全确反。 只对基本枣件傲如隶属度估馕。其它事件的隶属度均由基本攀 件隶属度按一定规则算出。 为颂上事件t 设立一个特征傻t 。置满足： 牟，。 ：群：2 ( f ；怒累计算得韵心值) 盼2 1 0 ? t 。脚忍糸订抖1 苛州心| 且 隶属度的运算规则：非基本事件的隶属度均由基本事件隶属度 按一定趣鲻算出。设事传a 懿发生，枣逻辑箍毽，哥导港其藏因事耱 为：a l 、a 2 、a 3 、知a 。可根据经验，判断各原因事件的重要 太藤理工大学硕士研究生学位论义 议采用加权求平均的方法，由一下一层事件的隶属度，算出上层事 俘的隶属发，且不抹去任一灏索的价值或贯献。 3 7 本章小结 本章的主要内容宥： ( 1 ) 七种常用的系统风险分析评价方法：类比法、安全检查表 法、预先危险往分褥、故障粪鳌帮影响分耩、敖障类墅和影璃危陵浚 分毒跨、事l 譬挝法、事故树法。 ( 2 ) 事故树分析法的概念、优点和分析步骤。 ( 3 ) 事鼓掰分析法中斯掰到的事俘符号和逻辑门符号。 ( 4 ) 恣尔代数的概念和计算公式跌及最小剿集、最小径簇斡定 义。 ( 5 ) 结构羹簧度、概率纛要度、临羿重要魔的定义、计算公式 l 乍髑以及藤互区剐与联系。 ( 6 ) 改进了事故树分析法：提出了三点缺点、三点改进方向、 六点修正意见并举例说明。 总之，奔绥势改逶了事故糖方法，走下一章瓣寒家痿矿嚣焱瀑烙 危险源的分析评价提供理论依据。 5 5 太掀理工大学硕士研究生学位论文 第四章朱家店矿瓦斯爆炸危险源分析与评价 4 。 事救掰的构造 瓦斯爆炸究其实质而言，是一定浓度的沼气和空气中的氧气在一 定潺疫下作蘑菇产生黪襞诧爱痰。巍豢爆炸登矮兵荟三个条终：一定 浓度的沼气、一定温度的引火源和足量的氧气。一般空气中的氧气均 能满足爆炸条件，在此不做分析。结合朱家店煤矿的现场，根据第二 章掰鼗瑗滋静蹩浚源，救爨朱家瘩矿瓦袋爆沣豢放撵謦4 一i 。 第二章第四节( 2 4 3 ) 辨识出的危险源有：有没及时处理聚集疑 斯、没按时检测、吸烟、电器接火工艺