安全系统工程.doc

摘要应用安全系统工程方法,将实现投资控制目标视为投资系统安全,突破投资目标视为事故,并应用事故树对采矿工程的事故原因和安全对策进行分析,以更有效进行地铁投资控制,提高投资控制效果。随着我国经济的发展，煤炭行业在日常生活中的地位日趋严重，。由于煤炭埋在地底下数百米甚至上千米，地应力、瓦斯、水灾、火灾等一系列自然因素，威胁着工人们的生命，这令很多人谈煤色变，是啊，无论古代还是近代，煤炭的产量总是和工人的付出的血汗息息相连，所以我们一谈起煤，就让我们想着那一幕幕让我们悲痛的往事，可是，现代是科技的时候，是生命高于一切的时代，我们煤炭行业的专家为我们的安全生产做出了卓越的贡献，为我们的生产提供了安全保障。我们这为生产采掘进过程中存在着这样或那样的问题，导致一次一次的发生重大事故。运用安全系统工程方法分析矿山管理控制的薄弱环节和对策方面作一些粗浅的尝试,目前在这方面的研究比较看好,可以对事故树基本事件重要度和发生概率等基础数据的积累,因此 定量、定性的分析可以使得事故原因更准确。Abstract: Application method of safety system engineering, will achieve investment control target as investment system security, investment objectives, and applied as accident of mining engineering accident of the accident reason and safety measures are analyzed, and the more effective in the investment control, increase the investment subway control effect. With the development of our national economy, the coal industry in daily life, the position of the increasingly serious. Because hundreds of meters buried underground coal even thousands of meters, geostress, gas, flood, fire and so on a series of natural factors, threatens the life of the workers, it makes many people talk about coal, yeah, color, or whether ancient modern production of coal worker pay and always sweat connected, so we talked about the coal, let us make our past events, however, the grief of modern technology, life is higher than all the time, our coal industry experts as our production safety, made outstanding contribution for our production provides security. Our production for mining process exist in this or that kind of problem again, resulting in serious accidents. Use safety system engineering method to analyze the weak link of mine management control and countermeasures for some superficial attempt, in the research of this aspect, can compare to the basic event tree of accident occurrence probability importance and the fundamental data such as quantitative and qualitative accumulation, so the analysis can make the cause of the accident is more accurate. 关键词:安全系统工程 最小割集 最小径集 定性分析 定量分析 事故树 掘进巷道 煤尘爆炸 危险因素 防范措施1 安全系统工程概述1.1 安全系统工程发展的背景二次世界大战以后，工业技术水平不断提高，生产规模不断扩大，核能、航天等尖端工业，石油、化工、冶金、煤炭等重工业迅速发展，事故也越来越频繁，灾害越来越严重。这种工业技术的进步所带来的对人类的威胁和损害引起了人们对安全更为广泛的重视。为消除和避免危害，人们在长期的实践中，创造和总结了预防危害的办法。归结而言，可以把这些办法分成“问题出发型”和“问题发现型”两大类。1.2 安全系统工程概述随着科学技术的进步和生产的发展，引起了从生产工具到劳动对象、生产组织和管理的一系列变革，同时也给安全带来了许多新的问题，使人们深深地感觉到传统安全工作方法已不能适应生产的迅速发展。因此，安全工作者总想找出一个方法，以能够事先预测事故发生的可能性，掌握事故发生的规律，作出定性和定量的评价，以便能在设计、施工、运行和管理中向有关人员预先发出事故危险性警告，并根据对危险性的评价结果采取相应的预防措施，以达到控制事故的目的。安全系统工程就是为了达到这一目的而产生和发展起来的。使用系统工程的原理和方法，可以了解各要素间的相互关系，消除各要素由于互相依存、互相结合而产生的危险性。要素本身可能并不具有危险性，但当进行有机的结合构成系统时，便产生了危险性。这种情况往往发生在子系统的交接面或相互作用时。人机交接面是多发事故的场所，最突出的例子如人和压力机、传送设备等的交接面。对交接面的控制，在很大程度上可以减少伤亡事故。现代工业的特点是大规模化、连续化和自动化，其生产关系日趋复杂各个环节和工序之间相互联系、相互制约。安全系统工程是通过系统分析，全面地、系统地、彼此联系地以及预防性地处理生产系统中的安全性，而不是孤立地、就事论事地解决生产系统中安全性问题。系统工程不仅涉及到诸如采矿工程、机械制造工程、电气工程等科学技术领域，而且还涉及到信息论、控制论、运筹学、概率论、数理统计、最优化方法、系统模拟以及社会学、经济学等多种学科。一般说，安全系统工程主要是从系统理论的观点出发，应用工程学原理及有关知识来研究系统性事故和评价事故的危险性，以及采取有效的防护措施的问题。总的目的是根据识别和判断危害，提供出能够进行系统设计的信息，以便消除潜在危害或把危害控制到一定的限度之内，求得生产条件的安全化。本设计应用到安全系统工程中的事故树一理论，进行深入分析，使得安全最大化，危险最小化。1.3 安全系统工程的最终目标系统工程是从横向方面把纵向科学组织起来的一项科学技术。其目的是应用系统的理论和方法去分析、规划、设计新的系统或改造已有的系统，使之达到最优化的目标，并按此目标进行控制和运行。随着科学的进步，社会实践活动的规模日益扩大，事物间的联系日趋复杂，这就形成了形式多样的各种系统。为使人们所研究的系统在技术上最先进，经济上最合算，运行中最可靠，时间上最节省，则需协调系统中各要素或系统间的关系，使之达到最佳的配合。运用系统工程就能起到这样的作用。 1.4 开展安全系统工程的意义安全系统工程是系统工程学和安全科学技术的一个交叉学科。它运用系统工程学原理和方法分析、评价、综合、判断系统中各个环节的安全状态，预测事故规律，调查工艺、设备、操作、管理和劳动组织中的人员结构，生产周期和资金费用等因素。采取综合安全措施处理，使系统可能发生的事故减少到最低限度，或者控制达到最佳安全状态。掌握这一新的管理模式，可以把握全局，主动控制安全形势，提高安全管理的现代化水平。因此，积极组织推广应用是我们在安全工作领域迎接新技术革命挑战的当务之急，也是保障安全生产，提高生产经济效益的一项重要措施。2 事故树分析2.1事故树分析的基本概念事故树分析（ Fault Tree Analysis, 简称）是一种演绎的系统安全分析方法。事故树分析是把系统可能发生某种事故与导致事故发生的各种原因及其之间的逻辑关系用一种称为事故树的图形表示出来，通过对事故树的定性和定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定相应的安全对策提供可靠的依据，以达到预测和预防事故发生的目的。它是从要分析的特定事故或事故开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即事故树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的，或者已经有过统计或实验的结果。事故树分析是分析系统事故和原因之间关系的因果逻辑模型。它是一种演绎的分析方法，首先从预料外的事件作为始端，如以系统失效或人体受伤作为分析始终（称顶端事件，或终端事件），然后列出构成终端事件直接原因的子系统或系统组成单元（也称基本事件），把顶端事件和基本事件用逻辑符号连接起来作成事故树图。因此事故树就是从原因到结果描绘顶端事件发生过程的一种有向树，它的节点是导致事故发生的各种原因和结果，它的连线是各种逻辑门符号。 事故树分析方法能对系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。从定义可见，构成事故树的两个基本要素是“事件”与“逻辑门”。所以搞清事件的表示符号及逻辑门是重要的。2.2 事故树分析步骤FTA一般可分为以下几个阶段：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。（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。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。分析系统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。 （4）确定目标。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）调查原因事件。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。 （6）画出事故树。根据上述资料，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，按照其逻辑关系，画出事故树。 （7）定性分析。根据事故树结构进行化简，求出最小割集和最小径集，确定各基本事件的结构重要度排序。 （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： 一方面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；另一方面利用最小径集，找出根除事故的可能性，从中选出最佳方案；最后一方面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。 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。2.3事故发生的基本机理概述 所谓事故树，就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树。该事故树遵循逻辑分析原则（即从结果分析原因的原则），相关事件（节点）之间用逻辑门连接。利用事故树对事故进行预测的方法称为事故树分析，被用于分析的事故树也叫事故树图。通过案例的分析，找出事故原因，根据事故发生的原因做出事故树，求出最小割集、最小径集，然后根据基本事件找出掘进巷道中的煤尘爆炸的危险源以及为降低煤尘爆炸的危险性提出控制方向和预防措施，最后选出一套最佳的控制事故发生的方案。2.4事故树分析中涉及的公式（1）基本事件结构重要度：式中 N-最小割集总数; -含有基本事件i的最小割集;nj-Kj中的基本事件数(2) 基本事件概率重要度：式中， -基本事件i的概率重要度系数； P(T) -顶事伯发生概率； qi -基本事件i发生概率。（3）顶上事件发生概率：式中，r-最小割集的个数；i-基本事件的个数；j,h-最小割集的序数。2.5 事故树的符号及其意义事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。最简单、最基本的符号有： (1)事件符号 矩形符号。结果事件，用它表示顶上事件或中间事件。将事件扼要记入矩形框内。必须注意，顶上事件一定要清楚明了，不要太笼统。 例如“交通事故”，“爆炸着火事故”，对此人们无法下手分析，而应当选择具体事故。如“机动车追尾”、“机动车与自行车相撞”，“建筑工人从脚手架上坠落 死亡”、“道口火车与汽车相撞”等具体事故。 圆形符号。它表示基本(原因)事件，可以是人的差错，也可以是设备、机械故障、环境因素等。它表示最基本的事件， 不能再继续往下分析了。例如，影响司机了望条件的“曲线地段”、“照明不好”，司机本身问题影响行车安全的“酒后开车”、“疲劳驾驶”等原因，将事故原因 扼要记入圆形符号内。 屋形符号。它表示正常事件，是系统在正常状态下发生的正常事件。如：“机车或车辆经过道岔”、“因走动取下安全带”等，将事件扼要记入屋形符号内。 菱形符号。它表示省略事件，即表示事前不能分析，或者没有再分析下去的必要的事件。例如，“司机间断了望”、“天气不好”、“臆测行车”、“操作不当”等，将事件扼要记入菱形符号内。 (2)逻辑门符号 逻辑门符号即连接各个事件，并表示逻辑关系的符号。其中主要有：与门、或门、条件与门、条件或门、以及限制门。 与门符号。与门连接表示输入事件B1、B2同时发生的情况下，输出事件A才会发生的连接关系。二者缺一不可，表现为逻辑积的关系，即A=B1B2。在有若干输入事件时，也是如此，如图1(a)所示。 “与门”用与门电路图来说明更容易理解(见图1(b)。 当B1、B2都接通(B1=1，B2=1)时，电灯才亮(出现信号)，用布尔代数表示为X=B1B2=1。 当B1、B2中有一个断开或都断开(B1=1，B2=0或B1=0，B2=1或B1=0，B2=0)时，电灯不亮(没有信号)，用布尔代数表示为X=B1B2=0。 或门符号。表示输入事件B1或B2中，任何一个事件发生都可以使事件A发生，表现为逻辑和的关系即A=B1B2。在有若干输入事件时，情况也是如此。如图2(a)所示。 或门用相对的逻辑电路来说明更好理解。见图2(b)。 当B1、B2断开(B1=0，B2=0)时，电灯才不会亮(没有信号)，用布尔代数表示为X=B1+B2=0。 当B1、B2中有一个接通或两个都接通(即B1=1，B2=0或B1=0，B2=1或B1=1，B2=1)时，电灯亮(出现信号)，用布尔代数表示为X=B1+B2=1。 条件与门符号。表示只有当B1、B2同时发生，且满足条件的情况下，A才会发生，相当于三个输入事件的与门。即A=B1B2，将条件记入六边形内，如图3所示。 条件或门符号。表示B1或B2任何一个事件发生，且满足条件，输出事件A才会发生，将条件记入六边形内，如图4所示。 限制门符号。它是逻辑上的一种修正符号，即输入事件发生且满足条件时，才产生输出事件。相反，如果不满足，则不发生输出事件，条件写在椭圆形符号内，如图5所示。 (3)转移符号 当事故树规模很大时，需要将某些部分画在别的纸上，这就要用转出和转入符号，以标出向何处转出和从何处转入。 转出符号。它表示向其他部分转出，表示事故树在转向符号处，内记入向何处转出的标记，这棵子树将在有相同字母（数字）标记处展开，如图6所示。 转入符号。它表示从其他部分转入，内记入从何处转入的标记，如图7所示。转入与转出三角形内的标记应一一对应。3掘进工作面煤尘爆炸事故论述煤尘爆炸是煤矿主要自然灾害之一，这类事故死亡人数多，破坏性严重。煤尘爆炸可放出大量热能，爆炸火焰温度高达16001900，使人员和设备受到严重损失。尤其是煤尘爆炸气体中有大量的CO2和CO，这是造成人员死亡的主要原因。3.1 煤尘爆炸机理 煤被破碎成煤尘后，其比表面积显著增加，与氧的接触面积及吸附氧分子的数量变相应增加。在高温热源作用下，氧分子与碳分子与碳发生氧化反应而生热，并促进了煤尘粒子在高温下的热分解而产生可燃气体，如挥发分含量为20%26%的是kg焦煤，受热后能放了同可燃气体295-350L,这些可燃气体与空气混合后便着火燃烧。局部燃烧放出的热量以分子热传导、辐射、对流等复合传热方式传给附近悬浮着的煤尘，又使这些煤尘粒子受热分解，产生可燃气体而着火燃烧，于是燃烧便如此循环地继续下去，随着每个徨的逐次进行，反应速度也逐次加快，定常燃烧非常迅速地转变成激烈的非定常燃烧，从而在极短的时间内，使空间气体的压力猛烈增高，形成了煤尘爆炸。3.2煤尘特征煤尘爆炸与气体爆炸不同，有以下一些特点。（1） 易产生连续爆炸煤尘爆炸的氧化反应和瓦斯爆炸一样，主要在气相条件内进行。煤尘的燃烧速度和爆炸压力比气体的要小，但燃烧带的长度较长，产生的能量大，表现出显著的破坏能力。一般来说，爆炸开始于局部，产生的冲击波较小，但却可扰动周围沉降堆积的煤尘并使之飞扬，由于热和光的传递与辐射，进而发生再次爆炸，这就是所谓的二次爆炸。如此循环，还可形成第三次、第四次等数次爆炸。其爆炸的火焰及爆炸波的传播速度都将一次比一次加快，爆炸压力也将一次比一次增高，呈跳跃式发展。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s，冲击波的速度可达2000m/s，爆炸的压力可达到1700kpa。在煤矿井下，这种爆炸有时沿巷道传播数千米以外，而且距爆源点越其破坏性越严重。因此，煤尘爆炸具有易产生连续爆炸、受灾范围广、灾害程序严重的重要特点。（2） 产生黏块与皮渣煤尘爆炸时，对于结焦性煤尘（气煤、肥煤及焦煤的煤尘）会产生焦炭皮渣与黏块黏附在支架、巷道壁或煤壁等上面。根据这些爆炸产生，可以判断发生的爆炸事故是属于瓦斯爆炸或煤尘爆炸。（3） 产生大量的有毒有害气体煤尘爆炸时，要产生比瓦斯爆炸生成量多的有毒有害气体，其生成量与煤质和爆炸的强度有关。根据一次煤尘爆炸后气体成分组成的分析。其中CO、CO2的浓度较大，O2的浓度较小，这是煤尘爆炸造成人员伤亡的主要原因。（4） 挥发分含量减少煤尘爆炸时，它的挥发分含量将减少，对于不结焦煤尘（即爆炸时不产生焦炭皮渣与黏块的煤尘），可利用这一特点来判断井下的爆炸事故中煤尘是否参与了爆炸。3.2煤尘爆炸的必要条件煤尘爆炸必须具备3个条件：煤尘自身有爆炸性，悬浮在空气中并具有一定的浓度，有引燃煤尘爆炸的热源。（1） 煤尘爆炸的爆炸性 煤尘可分为有爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。它们的归属需经过煤尘爆炸试验后确定，理论和事实都证明，挥发分含量高的煤尘，越易爆炸，而挥发分含量决定于煤的种类，变质程度越低，挥发分含量越高，爆炸的危险性越大，高变质程度的煤如贫煤、无烟煤等挥发分含量很低，其煤尘基本上无爆炸危险。（2） 浮尘的浓度煤尘爆炸与传播是由于细小可燃微粒依次燃烧的结果。如果微粒之间相距比较远，那么燃烧微粒的热量就不能够多地传到临近它的微粒并使其燃烧，因此爆炸也就不能够扩展开来。当可燃微粒之间的距离刚刚能够使燃烧传递下去的时候，这就是最小爆炸浓度极限。与此同时还存在另一个极限，那就是可燃烧微粒之间的距离太近，以至于没有足够的氧气来使燃烧完全进行下去。那么整个燃烧系统就会变成富燃料燃烧，从而产生的热量下降。因此，最高爆炸极限就是可燃微粒在该浓度情况下燃烧温度为可燃微粒的燃点时的浓度极限。（3） 高温热源煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性质、浓度、粒度及粒度分布、试验条件等不同因素而变化，我国煤尘爆炸的引燃温度在610C-1050C,一般为700C800C。这个温度条件下，几乎对一切明火均可点燃煤尘，引起爆炸。如各地电器火花、摩擦火花、爆破火焰、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。煤尘引燃爆炸将释放大量热量，依靠这种反应热量，可使气体产物加热到 2300C2500C，这是促使煤尘爆炸得以自发传播的一个主要因素。3.3影响煤尘爆炸的主要因素（1）煤尘的挥发分挥发分含量是影响煤尘有无爆炸性及爆炸性强弱的主要原因，一般情况下，煤尘的挥发分含量越高，其爆炸性越强，挥发分含量越低，其爆炸性越弱，甚至无爆炸性。（2）煤尘的粒度煤尘爆炸是由于煤尘分子与空气中的氧分子，在高温热源作用下进行剧烈氧化反应造成的。煤尘粒子越小，比表面积越大，与氧的接触面积亦相应增大，氧化反应就越强烈。同时也增加了可燃气体的释放。实验证明1mm以下的煤尘粒子虽然都可能参与爆炸，但75m以下的煤法粒子其爆炸性最强。粒径小于30m的煤法，其爆炸性的增强趋势变缓。粒径小于10m的煤尘，其爆炸性却随粒径减小而降低。（3）瓦斯的影响瓦斯的存在，会扩大煤尘爆炸浓度上、下限范围，即下限浓度明显降低，上限浓度增加。其降低和增高的范围随瓦斯浓度的增高而增大。瓦斯和煤尘共同存在的情况下，由于两者相互补充使得爆炸界限下降。煤尘和瓦斯在爆炸过程中是相互作用的。这两种物质的爆炸极限在互存的情况下都会变宽。这两种物质之间的作用关系也随煤尘中挥发分含量不同而变化。（4） 水分含量水分蒸发要吸收热量。同时，当煤尘含水量较高时，会促使尘粒结团。小粒子结团成大粒子加速沉降，从而降低了形成煤尘云的能力。因此，煤尘的水分具有减弱和阻碍其爆炸的性质。但是，如爆炸已经发生，煤尘自身所含水分的阻爆作用就很小了。试验表明，煤尘的水分即使达到了25%，也仍然会发生强烈爆炸。（5） 灰分含量 煤尘的爆炸性随着其灰分含量的增加而降低。这是由于灰分能吸收煤尘在燃烧过程中释放出的热量而起冷却作用。当煤尘的灰分含量小于20%时，对其爆炸性影响不大，当灰分含量达30%40%时，爆炸性会明显下降。瓦斯和煤尘及岩粉混合气体的爆炸下限比单独时要高很多。3.4 抑制煤尘的产生减少采掘过程煤尘的发生量，是减尘技术措施中的重点，煤层注水减尘是一项最积极、有效的限制尘源措施。煤层注水是预先湿润煤体。煤层在开采之关，打若干钻孔，通过钻孔向煤体注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤层水分。水进入煤体后，先沿阻力较低的大裂隙以较快的速度流动，注水压力增高可使裂隙中的运动速度增加，毛细作用随孔径变细而增加。注水实验表明，大的裂隙和孔隙中水的运动主要靠流水的压力。煤体开始注水后，水可以较快地到达些裂隙中，但细小的孔隙则需要较长的时间。根据国外理论研究表明，在同样的压力下，水在半大孔隙中的运动速度要比细微也中大1000倍。从注水现场观察也证明，湿润煤体的层理、节理面只需数小时到数天，而使煤体大部分细微孔隙湿润则需要十余天到数十天。3.5 隔绝煤尘爆炸的措施防止煤尘爆炸危害，除采取防尘措施外，还就采取降低爆炸威力、隔绝爆炸范围的措施。（1）清除落尘定期清除落尘，防止沉积煤尘参与爆炸可有效地降低爆炸威力，使爆炸由于得不到煤尘补充而逐渐熄灭。（2） 撒布岩粉撒布岩粉是指定期在井下某些巷道中撒布惰性岩粉，增加沉积煤尘的灰分，抑制煤尘爆炸的传播。在开采有煤尘爆炸危险的矿井中，应该撒岩粉的地点有：采掘工作面的运输巷和回风巷，煤尘经常积聚的地点，有煤尘爆炸危险煤层和无煤尘爆炸危险煤层同时开采过时，连接这两类煤层的巷道。（3） 设置水棚水棚包括水槽和沙袋两种，其设置应符合规程规定。（4） 设置岩粉棚岩粉棚岩粉棚分轻型和重型两类，它是由安装在巷道中靠近顶板处的若干块岩粉台板组成，台板的间距稍大于板宽，每块台板上放置一定数量的惰性岩粉，当发生煤尘爆炸事故时，火焰前的冲击波将台板震倒，岩粉即弥漫于巷道中，火焰到达时，岩粉从燃烧的煤法中吸收热量，使火焰传播速度迅速下降，直至熄灭。岩棚的设置应符合规程规定。4事故树的编制事故树分析是一种图形演绎方法，是事故事件在一定条件下的逻辑推理方法。它可以就某些特定的故障状态作逐层次深入的分析，分析各层次之间各因素的相互联系与制约关系，即输入(原因)与输出(结果)的逻辑关系，并且用专门符号标示出来。事故树分析能对导致灾害或功能事故的各种因素及其逻辑关系做出全面、简洁和形象的描述，为改进设计、制定安全技术措施提供依据。事故树分析不仅可以分析某些元、部件故漳对系统的影响，而且可对导致这些元、部件故障的特殊原因(人的因素、环境等)进行分析。事故树分析可作为定性评价，也可定量计算系统的故瘴概率及其可取性参数，为改善和评价系统的安全性和可靠性提供定量分析的数据。 事故树是图形化的技术资料，具有直观性，即使不曾参与系统设计的管理、操作和维修人员通过阅读也能全面了解和把握各项防灾控制要点。 进行事故树分析的过程，也是对系统深入认识的过程，可以加深对系统的理解和熟悉，找出薄弱环节，并加以解决，避免事故发生。事故树分析除可作为安全性和可靠性分析外，还可在安全上进行事故分析及安全评价。另外，还可用于设备故降诊断与检修表的制定。4.1 根据煤尘爆炸机理编制事故树通过以上对掘进巷道中煤尘爆炸的物特性以及条件等因素的了解，用逻辑图将煤尘发生爆炸的各条件及因素等基本事件这关的逻辑关第表达出来，以增强直接性，从而更好地采取措施，达到安全生产。根据事故述编制要求，以及分析掘进巷道时煤尘爆炸的各种因素，现在其编制事故树如下：4.2 进行定性和定量分析 4.2.1定性分析（1）编制成功树并求最小径集对于一个特定的系统而言，如果每个基本事件都不发生，则顶上事件必然不会发生。但通常情况下，当顶上事件不发生时，并不需要所有的基本事件都不发生，而是只有某些基本事件不发生即可。径集就是研究直接影响顶上事件不发生的这些基本事件的存在规律（可能方案），表示系统的安全性和可靠性。所谓径集指的是事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都不发生时，顶上事件必然不发生。所以系统的径集代表了系统的正常模式，即系统成功的一种可能性。如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集了，这样的径集就称为最小径集。换句话说也就是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。根据上述成功树的最小径集：T=A+AA+A=XX + XXXXXXX + XXXXXXXXXXX由此可见，可得三组最小径集：P1= X,X,P2= X,X,X,X, X,X,X,P3= X,X,X,X,X,X,X,X,X, X,X。说明有三种措施可以防止事故的发生。成功树如下：（2） 求最小割集对于一个特定的系统而言，如果每个基本事件都发生，则顶上事件必然发生。但通常情况下，当顶上事件发生时，并非所有的基本事件都能发生，而是只有某些基本事件发生。割集就是研究直接影响顶上事件发生的这些基本事件的存在规律，从而找出系统存在的薄弱环节，提高系统的安全性和可靠性。引起顶上事件发生的基本事件的集合称为割集，因此系统的割集也就是系统的故障模式。一个事故树中的割集可能不只一个。. 最小割集。如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了，这样的割集就称为最小割集，一个事故树中的最小割集也可能不只一个。换句话说，也就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。因此，研究最小割集，实际上是研究系统发生事故的规律和表现形式，发现系统最薄弱环节。由此可见，最小割集表示了系统的危险性。利用布尔代数法求最小割集，可得79个最小割集。煤尘爆炸事故树中,任何1组最小割集的基本事件同时发生,顶上事件就必然发生,说明导致顶上事件发生的途径有79个。（3） 结构重要度分析根据最小割集排列，可得系统中各基本事件结构重要度排序：I(1) = I (2) I(3)= I(4) = I(5) = I(6) = I(7) = I(8) = I(9 ) I(10)= I(11)= I(12)=I(13) = I(14)=I(15) = I(16)=I(17) = I(18)=I(19) = I(20)4.2.2 定量分析事故树定量分析的任务是：在求出各基本事件发生概率的情况下，计算或估算系统顶上事件发生的概率以及系统的有关可靠性特性，并以此为依据，综合考虑事故(顶上事件)的损失严重程度，与预定的目标进行比较。如果得到的结果超过了允许目标，则必须采取相应的改进措施，使其降至允许位以下。（1）顶事件发生概率确定顶上事件：所谓顶上事件，也就是我们不期望发生的事情，要分析什么，首先要确定下来，可以是具体的事故，但不能太笼统。理解系统，要分析一个事故，对系统一定要熟悉了解。比如系统的工作程序、各种重要参数等，各工序之间的相互关系，搞清来龙去脉。在理解系统的同时，对本系统和同类系统已发的事故和可能发生的事故都要进行了解、调查，查明造成事故的各种原因，以使人们了解导致事故发生的原因有哪些，这样对作FTA是很必要的。可按照直接分布法的计算思路，先求出每个最小割集的概率，然后再求顶上事件的概率。其计算公式为：式中：为顶上事件的发生概率；为最小割集的序号；为最小割集的数量；为第个最小割集；表示第个最小割集中的第个基本事件；表示对应于第个基本事件的概率；为数学符号，表示逻辑积；为数学符号，表示逻辑和。在工作现场可以根据本单位以往的经验值或邻近单位的实际值来预设每一个基本事件发生概率的具体值，将具体值代入上式，即可求出顶事件发生的概率。(2)概率重要度所谓概率重要度即基本事件发生概率变化引起顶上事件发生概率的变化程度称为概率重要度。由于顶上事件发生概率函数是所有基本事件发生概率的多重线性函数，因此可按照求导函数的基本定义对自变量求一次偏导数，即可得该基本事件的概率重要度系数：式中：表示顶上事件发生的概率；表示基本事件发生的概率。由基本事件的概率重要度系数大小可得：I(1) = I (2) I(3)= I(4) = I(5) = I(6) = I(7) = I(8) = I(9 ) I(10)= I(11)= I(12)=I(13) = I(14)=I(15) = I(16)=I(17) = I(18)=I(19) = I(20) 上述基本事件的概率重要度排序说明基本事件X1,X2的发生概率对顶上事件的发生最为敏感，当X1的概率变化微小值，顶上事件发生的概率将会变化较大；相对而言，基本事件X12,X13,X20的发生概率对顶上事件的发生最不敏感。 同时理论推导可得出：若所有事件的发生概率均为1/2，则任何一个基本事件的概率重要度系数均等于其结构重要度系统，利用这一规律，可采用上述方法定量计算出每个事件的结构重要度系数。4.2.3 定性分析和定量分析比较以上两种重要度对比分析可知：结构重要度反映出事故树结构上基本事件的位置重要程度，它为系统设计者改进系统结构提供了依据；概率重要度反映基本事件概率的增减对顶上事件发生概率的敏感性。当我们进行系统设计或安全分析时，应根据实际情况分别计算不同的重要度系数，然后按照系数大小