事故分析与调查处理论文

事故调查与分析技术 第 1 页共 11 页 事故调查与分析技术事故调查与分析技术 1引言引言 随着科学技术的进步和发展 新技术 新材料 新工艺 新设备 新产品 不断涌现 火灾 爆炸 交通事故 飞机失事 船舶相撞及各种工伤事故更是 频繁发生 给人们的生命和健康 个人和国家的财产带来了巨大的危害 事故 发生后 进行事故调查与分析显得尤为重要 本文选取了几起瓦斯爆炸事故运 用事故致因理论分析 事故树和事件树分析 事故后果模拟分析法对这些事故 进行了分析 由此介绍了事故调查与分析技术 2事故致因分析事故致因分析 事故致因理论是从大量典型事故的本质原因的分折中所提炼出的事故机理 和事故模型 这些机理和模型反映了事故发生的规律性 能够为事故原因的定 性 定量分析 为事故的预测预防 为改进安全管理工作 从理论上提供科学 的 完整的依据 2 1 肖家湾煤矿瓦斯爆炸事故 2012 年 8 月 29 日中班四川省攀枝花市西区正金工贸有限责任公司肖家湾 煤矿各采煤队分别召开班前会后 153 名工人于 15 时至 17 时 30 分陆续入井 到非法违法区域作业 至事故发生时 早班有 16 人未升井 中班有 4 人提前出 井 井下共有 165 人 应带班的安全副矿长阳益友未按规定下井带班 10 号煤 层提升下山处于无风微风状态 造成瓦斯积聚 17 时 38 分 作业人员在操作 提升绞车信号装置时 因失爆产生火花 发生瓦斯爆炸 2 名工人当场死亡 爆炸冲击波导致 1220 米平巷下部 8 号和 9 号煤层部分采掘作业点积聚的高浓 度瓦斯发生爆炸 爆炸波及到 10 号煤层提升下山及上口附近 12 号煤层下山 1220 米平巷 8 号和 9 号煤层一平巷至五平巷及附近采掘作业点 5 号和 6 号 煤层采掘作业点 爆炸造成 48 人死亡 54 人受伤 直接经济损失 4980 万元 利用博德因果连锁理论进行分析 事故的直接原因是人的不安全行为 物 的不安全状态 间接原因包括个人因素及与工作有关的因素 根本原因是管理 的缺陷 即管理上存在的问题或缺陷是导致间接原因存在的原因 间接原因的 存在又导致直接原因存在 最终导致事故发生 博德的事故因果连锁过程有五个因素 1 管理缺陷 对于大多数企业来说 由于各种原因 完全依靠工程技 术措施预防事故既不经济也不现实 只能通过完善安全管理工作 经过较大的 努力 才能防止事故的发生 企业管理者必须认识到 只要生产没有实现本质 安全化 就有发生事故及伤害的可能性 因此 安全管理是企业管理的重要一 事故调查与分析技术 第 2 页共 11 页 环 在本案例中 管理原因有 非法违法区域通风管理混乱 没有形成稳定可靠的通风系统 采用局部 通风机供风 经常发生停电停风现象 并存在一台风机向多头面供风的问题 采掘作业点之间形成大串联 存在循环风 还与周边矿井联通 造成风量不足 部分采掘作业点无风微风作业 没有安装瓦斯监控传感器 在瓦斯超限时不能 报警 断电 且瓦斯检查制度不落实 技术管理缺失 该矿技术资料缺乏 1277 米标高以下非法违法区域无 开采设计 无作业规程 无安全技术措施 且没有与实际开采情况相符的图纸 现场管理混乱 矿井提升绞车信号装置没有使用信号综合保护 机电设 备检修不及时 且使用明令禁止的淘汰设备 未使用完的火工品乱扔乱放 入 井人员不携带自救器 不严格执行出入井登记管理制度 发生事故后难以核清 井下实际人数 不执行矿领导带班下井制度 事故当班没有矿领导入井带班 安全管理系统要随着生产的发展变化而不断调整完善 十全十美的管理系 统不可能存在 由于安全管理上的缺陷 致使能够造成事故的其他原因出现 2 个人及工作条件的原因 这方面的原因是由于管理缺陷造成的 个 人原因包括缺乏安全知识或技能 行为动机不正确 生理或心理有问题等 工 作条件原因包括安全操作规程不健全 设备 材料不合适 以及存在温度 湿 度 粉尘 气体 噪声 照明 工作场地状况 如打滑的地面 障碍物 不可靠 支撑物 等有害作业环境因素 只有找出并控制这些原因 才能有效地防止后续 原因的发生 从而防止事故的发生 本案例中 个人及工作条件的原因有 超能力 超定员 超强度生产 该矿在非法违法区域布置多煤层 多头 面同时作业 矿井设计生产能力 9 万吨 年 而 2011 年实际产量为 14 17 万吨 2012 年 3 7 月为 8 4 万吨 矿井设计定员为 274 人 而事故发生时共有职工 753 人 其中从事采掘作业的职工共计 661 人 非法违法组织生产 超层越界非法采矿 该矿在批复区域外组织 4 个采 煤队乱采滥挖 超层越界非法采矿 非法采煤量达 21 14 万吨 且采用突击临 时封闭巷道的办法 隐瞒非法开采区域的真相 逃避政府及有关部门的监管 3 直接原因 人的不安全行为或物的不安全状态是事故的直接原因 这种原因是安全管理中必须重点加以追究的原因 但是 直接原因只是一种表 面现象 是深层次原因的表征 在实际工作中 不能停留在这种表面现象上 而要追究其背后隐藏的管理上的缺陷原因 并采取有效的控制措施 从根本上 事故调查与分析技术 第 3 页共 11 页 杜绝事故的发生 本案例中 直接原因是 肖家湾煤矿非法违法开采区域的 10 号煤层提升下山采掘作业点和 1220 米 平巷下部 8 号 9 号煤层部分采掘作业点无风微风作业 瓦斯积聚达到爆炸浓 度 10 号煤层提升下山采掘作业点提升绞车信号装置失爆 操作时产生电火花 引爆瓦斯 在爆炸冲击波高温作用下 1220 米平巷下部 8 号和 9 号煤层部分 采掘作业点积聚的瓦斯发生二次爆炸 造成事故扩大 4 事故 这里的事故被看做是人体或物体与超过其承受阈值的能量接 触 或人体与妨碍正常生理活动的物质的接触 因此 防止事故就是防止接触 可以通过对装置 材料 工艺等的改进来防止能量的释放 或者操作者提高识 别和回避危险的能力 佩带个人防护用具等来防止接触 本案例中 事故因素是 瓦斯积聚 因失爆产生火花 发生瓦斯爆炸 产生强大爆炸冲击波 5 损失 人员伤害及财物损坏统称为损失 人员伤害包括工伤 职业 病 精神创伤等 在许多情况下 可以采取恰当的措施使事故造成的损失最大 限度地减小 例如 对受伤人员进行迅速正确地抢救 对设备进行抢修以及平 时对有关人员进行应急训练等 本案例中 损失是 本次事故造成 48 人死亡 54 人受伤 直接经济损失 4980 万元 2 2 桃子沟煤矿瓦斯爆炸事故 5 月 11 日 14 时 15 分许 四川省泸州市泸县桃子沟煤矿发生瓦斯爆炸事故 事故造成 28 人死亡 8 人重伤 10 人轻伤 利用能量观点的事故因果模型理论进行分析 查伤亡事故原因发现 大多 数伤亡事故都是因为过量的能量 或干扰人体与外界正常能量交换的危险物质 的意外释放引起的 并且这种过量能量或危险物质的释放都是由于人的不安全 行为或物的不安全状态造成 美国矿山局的札别塔基斯 Michael Zabetakis 依据 能量意外释放理论 建立了新的事故因果连锁模型 1 直接原因 能量意外释放或危险物质的释放是事故的直接原因 为防 止事故的发生 可以通过改进装置 材料及设施 防止能量的意外释放 通过 训练 提高工人识别危险的能力 采取佩戴个人防护用品等措施 防止逸出的 能量转移到人体 本案例的直接原因是 桃子沟煤矿违法违规组织生产的 3111 采煤工作面 6 支巷采煤作业点区域处于无风微风状态 瓦斯积聚达到爆炸浓度 放炮后 残 药燃烧 引爆积聚瓦斯 2 间接原因 这里将不安全行为或不安全状态作为事故的间接原因 它 事故调查与分析技术 第 4 页共 11 页 们是管理缺欠 控制不当 缺乏知识 对现存危险的错误估价 或其他个人因 素等基本原因的征兆 本案例的间接原因是 桃子沟煤矿非法组织生产 蓄意逃避监管 非法违 法区域通风管理混乱 现场管理混乱 违规爆破 职工培训不到位 安全意识 淡薄 泸州市和泸县煤矿安全监管部门履行煤矿日常安全生产监督管理不到位 泸州市经济和信息化委和泸县经济和信息化局履行煤炭行业管理职责不力 泸 县国土资源部门未正确履行矿产资源监督管理职能 打非治违 工作不力 泸 县福集镇党委和镇政府贯彻落实上级党委 政府关于煤矿安全生产工作的部署 和要求不力 泸县县委 县政府贯彻落实党和国家有关煤矿安全生产方针政策 法律法规不到位 组织 打非治违 工作不深入 泸州市人民政府贯彻落实国 家有关煤矿安全生产法律法规不到位 对泸县人民政府及市人民政府有关职能 部门煤矿安全生产监管工作督促指导不到位 2 3 八宝煤矿瓦斯爆炸事故 2013 年 3 月 29 日 21 时 56 分 吉林省吉煤集团通化矿业集团公司八宝煤 业公司 以下简称八宝煤矿 发生特别重大瓦斯爆炸事故 造成 36 人遇难 企 业瞒报遇难人数 7 人 经群众举报后核实 12 人受伤 直接经济损失 4708 9 万元 利用能量观点的事故因果模型理论进行分析 直接原因 八宝煤矿忽视防灭火管理工作 措施严重不落实 4164 东水 采工作面上区段采空区漏风 煤炭自燃发火 引起采空区瓦斯爆炸 爆炸产生 的冲击波和大量有毒有害气体造成人员伤亡 间接原因 1 企业安全生产主体责任不落实 严重违章指挥 违规作业 八宝煤矿对井下采空区的防灭火措施不落实 管理不得力 一是采空区 相通 该矿 416 采区急倾斜煤层的区段煤柱预留不合理 开采后即垮落 不能 起到有效隔离采空区的作用 导致上下区段采空区相通 向上部的老采空区漏 风 二是密闭漏风 由于巷道压力大 造成 250 石门密闭出现裂隙 导致漏风 三是防灭火措施不落实 没有采取灌浆措施 仅在封闭采空区后注过一次氮气 没有根据采空区内气体变化情况再及时补充注氮 导致注氮效果无法满足防火 要求 四是未设置防火门 该矿违反 煤矿安全规程 规定 没有在 416 采区 预先设置防火门 八宝煤矿及通化矿业公司在连续 3 次发生瓦斯爆炸的情况下 违规施工 密闭 一是违反规程规定进行应急处置 第一次瓦斯爆炸后 该矿在安全隐患 未消除的情况下仍冒险组织生产作业 第二次瓦斯爆炸后 该矿才向通化矿业 公司报告 二是处置方案错误 违规施工密闭 通化矿业公司未制定科学安全 事故调查与分析技术 第 5 页共 11 页 的封闭方案 而是以少影响生产为前提 尽量缩小封闭区域 在危险区域内施 工密闭 且在没有充分准备施工材料的情况下 安排大量人员同时施工 5 处密 闭 延长了作业时间 致使人员长时间滞留危险区 三是施工组织混乱 该矿 施工组织混乱无序 未向作业人员告知作业场所的危险性 四是强令工人冒险 作业 第三次瓦斯爆炸后 部分工人已经逃离危险区 但现场指挥人员不仅没 有采取措施撤人 而且强令工人返回危险区域继续作业 并从地面再次调人入 井参加作业 通化矿业公司违抗吉林省人民政府关于严禁一切人员下井作业的指令 擅自决定并组织人员下井冒险作业 再次造成重大人员伤亡事故 吉煤集团对通化矿业公司的安全管理不力 未认真检查通化矿业公司和 八宝煤矿的 一通三防 工作 对该矿未严格执行采空区防灭火技术措施的安 全隐患失察 不认真落实防灭火措施 导致了事故的发生 违规申请提高八宝 煤矿的生产能力 2 地方政府的安全生产监管责任不落实 相关部门未认真履行对八宝煤 矿的安全生产监管职责 白山市安全生产监督管理局落实省属煤矿安全监管工作不得力 对八宝 煤矿未严格执行采空区防灭火技术措施等安全隐患失察 白山市国土资源局组织开展矿产资源开发利用和保护工作不得力 未依 法处理八宝煤矿越界开采的违法问题 并违规通过该矿采矿许可证的年检 白山市人民政府贯彻落实国家有关煤矿安全生产法律法规不到位 未认 真督促检查白山市安全生产监督管理局等部门履行省属煤矿安全监管职责的情 况 吉林省安全生产监督管理局组织开展省属煤矿安全监管工作不到位 将 省属煤矿下放市 地 一级监管后 未认真指导和监督检查白山市安全生产监 督管理局履行监管职责的情况 且对吉煤集团的安全生产工作监督检查不到位 吉林省能源局违规开展矿井生产能力核定工作 未认真执行关于煤矿建 设项目安全管理的规定和煤矿生产能力核定标准 违规同意八宝煤矿生产能力 由 180 万吨 年提高至 300 万吨 年 吉林省人民政府对煤矿安全生产工作重视不够 对省政府相关部门履行 监督职责督促检查不到位 对吉煤集团盲目扩能的要求未科学论证 3 煤矿安全监察机构安全监察工作不到位 吉林煤矿安全监察局及其白山监察分局组织开展煤矿安全监察工作不到位 对白山市安全生产监督管理局履行省属煤矿安全监管职责的情况监督检查不到 事故调查与分析技术 第 6 页共 11 页 位 对吉煤集团及八宝煤矿的安全监察工作不到位 3 3 事故分析方法分析事故分析方法分析 3 1 事故树分析 FTA 事故树分析法起源于故障树分析法 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 下面对肖家湾煤矿瓦斯爆炸事故利用 fault tree 软件进行事故树分析 T M1 M2 M3 M4 M5 M6 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X1X6X8 X3X6X8 X1X6X9 X4X6X8 X5X6X8 X3X6X9 X2X6X9 X1X7X9 X4X6X9 X5X6X9 X3X7X9 X2X7X9 X4X7X9 X5X7X9 X2X6X8 X1X7X8 X3X7X8 X4X7X8 X5X7X8 X2X7X8 因此得到该事故树的最小割集为 20 个 即 P1 X1X6X8 P2 X3X6X8 P3 X1X6X9 P4 X4X6X8 P5 X5X6X8 P6 X3X6X9 P7 X2X6X9 P8 X1X7X9 P9 X4X6X9 P10 X5X6X9 P11 X3X7X9 P12 X2X7X9 事故调查与分析技术 第 7 页共 11 页 P13 X4X7X9 P14 X5X7X9 P15 X2X6X8 P16 X1X7X8 P17 X3X7X8 P18 X4X7X8 P19 X5X7X8 P20 X2X7X8 3 2 事件树分析 事件树分析是从一个初始事件开始 按顺序分析事件向前发展中各个环节 成功与失败的过程和结果 是一种时序逻辑的事故分析方法 它以一初始事件 为起点 按照事故的发展顺序 分成阶段 一步一步地进行分析 每一事件可 能的后续事件只能取完全对立的两种状态 成功或失败 正常或故障 安全或 危险等 之一的原则 逐步向结果方面发展 直到达到系统故障或事故为止 所分析的情况用树枝状图表示 故叫事件树 以下对肖家湾瓦斯爆炸事故进行 事件树分析 提升绞 车信号 装置失 爆 及时检修 未及时 检修 绞车使用信号综合保护 未使用 信号综 合保护 通风良好 通风不 良 瓦斯未积聚 瓦斯积 聚 未产生操作电 火花 产生操作点火花 S1 S2 S3 S4 S5 S5 爆炸 4 4 事故后果模拟分析事故后果模拟分析 1 计算爆破能量 3 1 10 1013 0 1 1k k k g P PV E 式中 Eg 气体的爆破能量 kJ P 容器内气体的绝对压力 MPa V 容器的容积 m3 事故调查与分析技术 第 8 页共 11 页 k 气体的绝热指数 即气体的定压比热与定容比热之比 常用气体的绝热指数数值见下表 气体名 称 空气氮氧氢甲烷乙烷乙烯丙烷一氧化 碳 K 值1 41 41 3971 4121 3161 181 221 331 395 气体名 称 二氧化 碳 一氧化 氮 二氧化 氮 氨气氯气过热蒸 汽 干饱和蒸汽氢氯胺 K 值1 2951 41 311 321 351 31 1351 31 2 将爆破能量 E 转化成 TNT 当量 WTNT 4520 E Q E W TNT TNT 3 计算爆炸的模拟比 3 1 1 0 TNT W 4 求出在 1000kgTNT 爆炸试验中的相当距离 R0 即 0 RR 5 根据 R0值在下表找出距离为 R0处的超压 P0 此即所求距离为 R 处的超压 距离 R0 m56789101214 P0 MPa2 942 061 671 270 950 760 500 33 距离 R0 m1618202530354045 P0 MPa0 2350 170 1260 0790 0570 0430 0330 027 距离 R0 m5055606570 P0 MPa0 02350 02050 0180 0160 0143 具体案例分析 设有一压缩空气储罐 容积为 15m3 压力 1MPa 表压 运行时容器破 裂爆炸 试计算储气罐爆破时的能量 试估算距离为 10m 处的冲击波超压 解 1 储气罐破裂时的能量 kJ 3 1 10 1013 0 1 1k k k g P PV E 3 4 1 14 1 10 1 1 1013 0 1 1 4 1 5 11 1 事故调查与分析技术 第 9 页共 11 页 20 38 3 10 2 TNT 当量 kg 51 4 4520 1038 20 3 TNT W 3 与 1000kgTNT 的模拟比为 1652 0 1000 5 4 3 1 4 与模拟试验中的相当距离 m 为 53 60 1652 0 10 0 R R 用插入法求得离爆炸源 10m 处的冲击波超压为 0 0178MPa 5 5 预防瓦斯爆炸事故的措施预防瓦斯爆炸事故的措施 5 1 加强通风管理 1 井下必须有完整的独立通风系统 改变通风系统时必须遵照 煤矿安 全规程 规定执行 2 实行分区通风 各采掘工作面均应采用独立通风 确需串联通风时 必须符合 煤矿安全规程 相关规定要求 3 实现以风定产 以风定采掘头数 各采掘工作面和峒室的配风量必须 按照规定执行 欠风不准进行生产 4 井下风门 风桥 密闭 风筒等通风设施不得随意破坏 折除或打开 人员通过风门时 必须随手关闭 通风科必须随时检查 发现问题及时处理 严格落实通风设施管理制度 5 通风部门要健全测风制度 每 5 天要对井下各用风点进行一次全面测 风 采掘工作面或通风系统改变时 要随时测风 发现风量不足 立即采取措 施 6 各风井主扇不得随意停开 通风科 机电科必须制定出主扇管理制度 主扇运行汇报制度及主扇停电 停风措施 并严格贯彻执行 7 加强巷道贯通管理 贯通前通风队要做好调整风流的准备工作 贯通 时要有队干现场指挥 贯通后立即进行风流调整 防止风流紊乱 8 执法纠察科要抓好日常小窑检查工作 及时掌握小窑生产情况 严禁 越界开采 严防互相打透 对已打透的井巷通风工区要必须及时封闭 杜绝小 窑漏风和有害气体的涌出 确保我矿通风系统稳定和安全生产 9 加强回风巷道的检查与维修 回风巷失修率不能超过 7 严重失修 事故调查与分析技术 第 10 页共 11 页 率不能超过 3 10 局部通风机的安装和使用 必须严格按照 煤矿安全规程 执行 局扇必须实行双风机双电源自动切换 局扇不得随意停开 风筒不得脱钩 局 扇严禁循环风 11 采区和采掘工作面必须进行通风设计 并报矿总工程师批准 12 主扇及反风设施必须由矿长组织定期检查 并进行年度矿井反风演 习 5 2 加强瓦斯管理 1 通风部门要建立严格的瓦斯检查制度 采掘开工作面每班至少检查两 次 其它地点每班至少检查一次 发现瓦斯超限严格按照 煤矿安全规程 规 定采取有效措施进行处理和汇报 2 通风队必须编制瓦斯巡回检查计划 瓦