10.1 起重机安全-安全工程基本原理概述课件讲解

模块十起重机安全单元四起重机械安全防护系统及设置要求单元三起重机械安全设计单元二起重机械安全系统构建单元一安全工程基本原理概述单元一安全工程基本原理概述

一、事故与安全基本概念1.事故、危险及危险源和危险因素事故是指个人（或集体）在进行有目的的活动过程中，突然发生的、违背人们意志并使活动停止，同时可能导致人员伤（病）亡、物品损失（破坏）以及危害环境的意外事件。事故往往由危险引发，并使人类正常的生产、生活活动处于危险状态。危险是指客观存在、可能损伤或危害健康的起源。从某种意义上讲，危险即意味着存在危险源和危险因素。危险源（危险的根源）是指系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质。现实中往往把拥有或产生能量（或危险物质）的能量源、物质源及其载体都视为危险源。危险因素是指导致事故发生的各种原因和因素，还包括能使约束能量的措施失效、破坏的因素等。由此可见，危险源的存在是可能发生事故的前提条件，它决定了事故后果的严重性。危险因素是可能发生事故的触发条件，决定了事故发生的可能性。危险源所拥有的能量越大，且环绕危险源的危险因素越多，越频繁出现，则事故发生的可能性越大，事故后果越严重，系统就越危险。事故的发生是危险源和危险因素共同作用的结果。事故具有偶然性和必然性、因果性和规律性、潜伏性和突发性、复杂性和难预测性等特点。偶然性反映了事故的随机性，容易引起人的侥幸心理而产生忽视行为，必然性表明人的任何侥幸心理都可能导致严重的事故和后果。因果性反映了事故与危险源及危险因素的内在联系并表现为事故的某些规律性，从而成为人类研究事故规律的前提条件，并使人们预防和控制同类事故成为可能。潜伏性是造成人类容易忽视危险源和危险因素的存在从而引发事故的主要原因。突发性指事故发生前没有任何征兆，突然发生使人措手不及，一般破坏性较大。复杂性和难预测性反映了事故内外相联、错综复杂的本质，是安全工作中遇到的最大难题，说明了安全工作的长期性、艰巨性和复杂性。在人类对事故发生（发展）规律缺乏充分认识之前，只有综合考虑事故的各种特性，并采取积极有效的对症措施，才能做到防患于未然。2．安全与系统安全所谓安全，就是指不受威胁，没有危险、危害、损失。安全是人类在生产过程中，将系统的运行状态对人类的生命、财产、环境可能产生的损害控制在人类能接受水平以下的状态。（1）安全与危险相对立的概念。包括预知危险和消除危险两个基本含义，两者都是获得安全的必由途径且缺一不可，强调了人的主动性与安全的内在关系，由此已形成一种安全技术——危险控制技术。（2）安全与能量的概念。安全是对能量和危险物质进行了有效的约束，因此，限制和约束能量以及广义的隔离屏蔽技术是安全技术的重要分支。（3）安全与多重属性。强化安全的成果性（弱化依附性），安全不仅是一种目的，更应该是成果和获得成果的手段，强调后者突显了人的积极主动性和良好的安全成果观。（4）安全与系统安全。安全具有系统性，在功能、效率、时间、费用等约束条件下实现人员和设备等所受损害及损害风险为最小值。总之，从广义上讲，安全是预知人类活动各个领域固有（或潜在）的危险，并为约束能量和消除危险而系统地采用各种技术、方法、手段和行为防止灾害的总称。起重机械安全一定是一种系统安全。二、事故致因理论概述

1．海因里希事故因果连锁理论其核心思想是：人员伤害不是一个孤立事件，而是一系列原因事件相继发生的结果，即伤害与各原因之间具有因果连锁关系，可用图中的五块多米诺骨牌来加以形象描述。海因里希最早提出有关人的不安全行为和物的不安全状态的概念，并指出采取防止人的不安全行为和消除物的不安全状态的措施（移去中间的骨牌），从而中断事故连锁反应的进程，避免伤害发生。2.能量意外释放（转移）理论该理论认为：事故是一种不正常（或不希望）的能量（或危险物质）的意外释放或转移。人受伤害的原因是某种能量向人体的转移，因此，各种形式的能量（或危险物质）的意外释放（转移）是构成伤害事故发生的直接原因。伤害事故的预防为：防止能量或危险物质的意外释放和转移，防止人体与过量的能量或危险物质接触。它理论上把约束、限制能量并防止人体与能量接触的措施称为屏蔽，这是一种广义的屏蔽：用安全的能源物质代替危险的能源物质；限制能量和危险物质；防止能量和危险物质蓄积；缓慢地释放能量；设置能量或危险物质的屏蔽设施；在时空上把能量或危险物质与人隔离。3.人-物轨迹交叉理论该理论的基本思想是：伤害事故是许多相互关联的事件顺序发展的结果。这些关联事件可概括为：人的因素——不安全行为，物的因素——不安全状态，两者运动轨迹在各自独立的发展过程中顺序延伸。当两类因素运动轨迹在时间、空间上相接触（交叉）时，就会发生事故造成伤害。伤害事故的预防为：避免人的不安全行为和物的不安全状态同时、同地出现。该理论强调人的因素、物的因素在事故致因中占有同样重要的地位。形成人不安全行为的原因有：人的生理、遗传、经济、文化、培训等因素；人的生理和心理状况、知识和技能情况、工作制度、人际关系等因素。涉及物的不安全状态的原因有：设计和制造过程以及标准缺陷等方面的基础原因；使用和维护保养等方面的管理原因。三、安全工程基本原理1.事故预防原理综上所述，事故是可以预防的，即通过对危险的宏观控制和微观控制，限制和约束能量的释放和转移，约束人的不安全行为并消除物的不安全状态，从而可使事故发生的概率和事故损害降到最低程度，这就是事故预防原理的基本观点。为了有效地预防事故，应单独（或同时）采取以下方式：约束人的不安全行为；消除物的不安全状态（包括限制和约束能量）；同时约束人的不安全行为、消除物的不安全状态；采取隔离屏蔽防护措施，使人的不安全行为与物的安全状态不在同一时空相关联。2.强制原理事故的偶然性和必然性、潜伏性和突发性，人的“冒险”和侥幸心理以及事故损失的严重性和不可挽回性等，都使得安全工作必须遵从强制原理：不经被管理者同意即可采取控制行动。该原理主要体现为安全第一原则和安全监督原则。3.安全工程基本原则安全第一原则；预防为主原则；安全监督原则；科学技术原则；系统安全原则。四、事故预防的危险控制技术1.危险控制的目标和类型危险控制目标包括以下三个基本层次：控制危险源和危险因素，形成本质安全化；降低事故发生频率；降低事故严重程度并控制损害。危险控制可分为宏观控制和微观控制两大类。宏观控制是指运用系统原理对整个系统实行危险控制，其手段主要包括法制手段（政策、法令、规章）、经济手段（奖、罚）和教育手段（长期、短期、学校、社会等）。微观控制是指运用系统原理对具体危险源实行危险控制，其手段主要为工程技术手段和管理措施。两种控制互相依存和补充，缺一不可。2.危险控制技术微观危险控制的工程技术手段主要体现在设计视角，其六种具体方法按措施等级顺序分别为：消除危险、预防危险、减弱危险、隔离危险、危险联锁、危险警告。措施等级越高，危险控制效果越好，故应优先采用高等级措施。（1）消除（根除）危险。避免事故发生最根本的方法就是消除（根除）危险，从根本上杜绝危险或将危险控制到无害化程度来达到系统的根本安全，即实现本质安全化。如采用无害工艺技术、以无害物质代替有害物质、装设安全制动器等。（2）预防危险。当现阶段难以做到完全消除危险时，应进入预防危险阶段，可采取的预防性技术措施包括：安全系数法；故障最小化（优选目标之一），即增大安全阈，用可靠性技术降低故障率，在线安全监测监控体系，设备的修复和报废等；故障-安全设计，即通过合理的故障技术设计（包括部分或全部中断生产，或使系统处于低能量状态等），使系统自动避免进入可能造成能量意外释放的危险状态，从而保证系统安全，如电气系统中的熔断器、行程开关及工作原理等。（3）减弱危险。在无法实现消除和预防危险时，可采取减弱危险的措施，如薄弱环节设计（接受小损失设计）、能量缓冲装置、以低毒物质代替高毒物质、避雷装置、减振装置等。（4）隔离危险。把人员与危险源和危险因素从时间和空间上进行隔离，包括物理屏蔽和空间分离两种措施。物理屏蔽措施更为可靠和常见，如实物隔离（安全罩、防护屏、隔离操作室）、人员（个体）防护设备（防毒服、防护面具）、逃逸和营救设计（事故发生时的自救装置）、安全距离、遥控作业等。（5）危险联锁。系统自动防止逻辑不相容事件（在不正确的时间上或错误的顺序等）发生从而终止危险进一步发展，包括闭锁、锁定、联锁，通称为联锁。联锁是最常用的安全方法之一，特别是在机电设备上常和隔离措施并用。（6）危险警告。包括视觉告警和听觉告警（最好两者组合），如发光、信号灯、旗帜和彩带、标志和标记、符号和告警词语、发声、音乐、警铃、提示语等。五、事故预防的防失误控制技术防失误技术主要针对人的失误行为。人的失误是指人的某种失常行为，其结果已偏离规定目标或超出可接受界限并产生不良后果。人的不安全行为往往表现为当事人在系统中直接引发事故的错误行为，一般可以看做是人失误行为的特例。由于引发人失误的因素非常复杂，因此防止人失误是一项非常困难的工作，除教育、训练（矫正行为）等方法外，应尽可能优先采取技术措施防止人失误（其目标与危险控制时间）。1.用机器（或装置）代替人对于简单重复的一般操作行为，人的失误概率为10-2～10-3，若用机器或装置代替人操作，则机器故障率（一般为10-4～10-6）远远小于人的失误概率。因此，在人容易失误的地方，优先采用机器（或装置）等自动技术代替人的操作，既可提高工效、减轻劳动强度，又可有效地避免或减少人的失误。2.冗余系统含有冗余元素的系统称为冗余系统。采用冗余系统是提高系统可靠性的有效措施，也是提高人的可靠性、防止人失误的有效措施。防失误冗余系统主要有两人并行操作、人-机并行、机-机并行、审查等。3.防失误设计防失误设计是一种专门的系统设计方法，能使系统自动正确动作而防止人的失误，或人失误后也不会产生严重后果，一般可包括：利用不同形状或尺寸防止安装连接操作失误；利用联锁装置防止误操作或使人失误无害化；采用紧急开关装置等。4.良好的人机工效重点解决人-机-环境系统人机工效设计等，包括最简单易行的各种警告措施。六、事故预防的本质安全化原理本质安全的概念本质安全是指对生产系统已知危险源进行预先辨识、评价、分级，进而对其进行消除、减小和控制，当人员操作失误时，设备、系统能够自动保证安全；当设备、系统发生故障时，能够安全停止运转；生产制造过程中使用的物料对人体健康不产生影响，使事故始终处于受控状态。广义的本质安全是“人-机-环境-管理”这一系统表现出的安全性能。简单来说，就是通过优化资源配置和提高其完整性，使整个系统安全可靠。本质安全理念认为，所有事故都是可以预防和避免的：一是人的安全可靠性。不论在何种作业环境和条件下，都能按规程操作，杜绝“三违”，实现个体安全。二是物的安全可靠性。不论是在动态过程中，还是静态过程中，物始终处在能够安全运行的状态。三是系统的安全可靠性。在日常安全生产中，不因人的不安全行为或物的不安全状况而发生重大事故，形成“人机互补、人机制约”的安全系统。四是管理规范和持续改进。通过规范制度、科学管理，杜绝管理上的失误，在生产中实现零缺陷、零事故。体现本质安全思想的内容主要集中在：（1）系统安全性主要依靠系统自身内部（非系统之外的附加方法）来主动实现。（2）该系统中人对机、物、环境系统具有良好的自适应性。（3）尤其是构成系统的机、物、环境应对人具有良好的安全宜人性，甚至出现人失误等错误操作时，机、物、环境系统也能自动避免事故灾害的发生，保障生命、财产的安全。在现实生产、生活中不可能获得绝对的本质安全，人们只可能实现与当前社会、科技、经济等发展水平相适应的系统本质安全化。

2.起重机械系统本质安全化设计人类经过自身努力可以实现与其所处社会、经济、科技等相适应的系统本质安全化。除了提高从业人员的本质安全化素质以外，起重机械本质安全化的源头应主要体现在设计，即体现于起重机械“全寿命”的各阶段，包括设计、制造、安装、调试、使用、维护、拆卸、运输、监督监查、报废及处理等。，还应考虑机器系统的各种状态，包括正常作业状态、非正常状态和其他一切可能的状态。总之，起重机械设计是系统安全的源头。起重机械本质安全化设计包括：牢固树立本质安全化设计理念（思想）；实行本质安全化系统设计；关注动力源、材料和制造工艺的本质安全性；设计本质安全的操纵控制系统；设计和建立可靠而有效的内部安全防护系统；履行安全人机工程的系统设计要求；施行科学而严密的安全管理设计；建立本质安全的监督监察制度体系。3.本质安全化根本原则（1）本质安全系统建立原则。安全先于经济；设计先于使用；可行设计措施不能推给用户施行，不能轻易使用遗留信息代替设计技术手段来解决安全问题；