煤矿事故分析理论与方法.ppt

采矿工程案例分析,煤矿事故分析理论与方法 中国矿业大学 汪理全 教授,第一节 事故致因理论,一、事故 （一）事故定义 事故是人们在实现其目的的行动过程中，突然发生的、迫使其有日的的行动暂时或永远终止的一种意外事件。,这个定义的意思，一是讲事故的背景，说“存在某种实现目的的行动过程”。二是说“突然发生了意想不到的事件”，即是说事故是随机事件。三是讲事故的后果，指出它迫使行动暂时或永远终止。显然，事故有生产事故和非生产事故之分，生产事故才是我们所要着重讨论的对象。,第一节 事故致因理论,（二）生产事故 生产事故系指企业在生产过程中突然发生的、伤害人体、损坏财物、影响生产正常进行的意外事件。 根据生产事故所造成的后果的不同，有设备事故、人身伤亡事故、险肇事故(有的称为未遂事故)等三种。人身伤亡事故又称为工伤事故。,第一节 事故致因理论,（三）工伤事故 工伤事故又称因工伤亡事故。按照国家的有关规定，对其定义如下。 企业的职工为了生产和工作，在生产时间和生产活动区域内， 由于受生产过程中存在的危险因素的影响，或虽然不在生产和工作岗位上，但由于企业的环境、设备或劳动条件等不良，致使身体受到伤害，暂时地或常期地丧火劳动能力的事故，称为工伤事故。通常称为事故。,第一节 事故致因理论,1事故构成要素 工伤事故是由伤害部位、伤害种类和伤害程度这三项要素构成的。 伤害部位包括：头、脸、眼、鼻、耳、口、牙、上肢、手、手指、下肢、足、脚趾、肩、躯干、皮肤、粘膜、内脏、血液、神经末梢、中枢神经。,伤害种类包括：挫伤、创伤、刺伤、擦伤、骨折、脱臼、烧伤、电伤、冻伤、腐蚀、听力损伤、中毒、窒息。 伤害程度包括：我国分为死亡、重伤、轻伤。 只有全面了解上述三个方面的情况，才能如实地反映伤害的客观情况。,第一节 事故致因理论,2事故类别 1 ） 根据国家统计局和劳动部发出的通知，按照伤害原因和状况，可将事故分为20类： (1)物体打击(指落物、滚石、锤击、碎裂、崩块、击伤等伤害，不包括因爆炸而引起的物体打击)；,(2)车辆伤害(包括挤、压、撞、倾覆等)； (3)机器工具伤害(包括绞、碾、碰、割、戮等)； (4)起重伤害(指起重设备或操作过程中所引起的伤害)； (5)触电(包括雷击伤害)；,(6)淹溺； (7)灼烫； (8)火灾； (9)刺割(指机器)工具伤害以外的刺害，如钉子扎脚、尖刃物划破等)； (10)高处坠落(包括从架子上、屋顶上坠落以及平地上坠入地坑等)；,(11)坍塌(包括建筑物、堆置物、土石方倒塌等)； (12)冒顶片帮； (13)透水； (14)放炮； (15)火药爆炸(指生产、运输、储藏过程中发生的爆炸)；,(16)瓦斯爆炸(包括煤粉爆炸)； (17)锅炉利受压容器爆炸； (18)其它爆炸(包括化学爆炸、炉膛、钢水包爆炸等)； (19)中毒(煤气、油气、沥青、化学、一氧化碳中毒等)和窒息； (20)其它伤害(扭伤、跌伤、冻伤、野兽咬伤等)。,2 ） 按伤害程度不同，工伤事故还可以分为以下三类： (1) 轻伤：受伤后需要歇工一个工作日以上，但未达到重伤程度的事故。 （2) 重伤：凡有下列情况之一的，均作为重伤事故处理：, 经医筛诊断成为残废或可软成为残废的； 伤势严重，需要进行较大手术才能挽救的； 人体要害部位严重灼伤、烫伤或虽非要害部位，但灼伤、烫伤占全身面积三分之一以上的；, 严重骨折(胸骨，肋骨、替椎骨、锁骨。肩胛骨、腕骨、腿骨和脚骨邓因受伤引起骨折)，严重脑震荡等； 眼部受伤较剧，有失明的可能；, 手部伤害：大拇指轧断一节的；食指，中指，无名指、小指任何一只轧断两节的或任何两只各轧断节的；局部肌腱受伤甚剧，引起机能障碍，有不能自由伸屈的残废可能的；, 脚部伤害：脚趾轧断三只以上的；局部肌腱受伤甚剧，引起机能障碍，有不能行走自如的残废可能的； 内部伤害：内脏损伤、内出血或伤及腹膜等；, 凡不在上述范围之内的灾害，经医生诊断后，认位受伤较重，可根据实际情况参考上述各点，由企业行政会同基层工会作个别研究，提出初步意见，由当地劳动部门审查确定 (3) 死亡：事故发生后造成职工死亡或伤后十天内造成职工死亡的均属死亡事故,3)按生产安全事故造成的人员伤亡或直接经济损失,一般可分为四类： (1)特别重大事故：指造成3 0人以上死亡,或者100人以上重伤(包括急性工业中毒,下同)或者1亿元以上直接经济损失的事故; (2) 重大事故：指造成1 0人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上直接经济损失的事故;,(3) 较大事故：指造成3 人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万以上5000万元以下直接经济损失的事故; (4)一般事故：指造成3 人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接经济损失的事故. 本条所称的“以上”及“以下”均包括本数.,第一节 事故致因理论,（四）工伤事故的主要影响因素 从宏观上看，工伤事故的产生可以分为主要是由于自然界的因素(如地震、山崩、海啸、台风等)影响以及非自然界的因素影响两类。后者也被称为人为的事故。前者往往非人力所能左右。,因此，这里着重研究后者，即着重研究非自然界的因素影响，所造成的工伤事故。目前认为，工伤事故是由于不安全状态或不安全行为所引起的。它是物质、环境、行为等诸多因素。因此，影响事故是否发生的主要因素有：,第一节 事故致因理论,1人的原因 所谓人，包括操作工人、管理干部、事故现场的在场人员和有关人员等。他们的不安全行为是事故的重要因素。主要包括： （1）未经许可进行操作，忽视安全，忽视警告： （2）危险作业或高速操作： （3）人为地使安全装置火效：,（4）使用不安全没备，用手代替工具进行操作或违章作业； （5）不安全地装载、堆放、组合物体； （6）采取不安全的作业姿势或方位； （7）在有危险的运转的设备装置上或移动着的设备上进行工作；不停机、边工作边检修； （8）注意力分散，嬉闹、恐吓等。,第一节 事故致因理论,引起这些不安全行为的主要原因有： (1)缺乏安全知识和经验，或不知道有危险； (2)生理缺陷或生病、迟钝、忧伤、体力不足； (3)过度疲劳、睡眠不足； (4)注意力不集中，操作时心不在焉；,(5)劳动态度不端正； (6)酒醉； (7)不懂装懂，满不在乎。 总之，引起人的不安全行为是与人的素质、训练、教育等有关的。,第一节 事故致因理论,2物的原因 所谓物包括原料、燃料、动力、设备、工具、成品、半成品等等。物的不安全状态有以下各种： (1)设备和装置的结构不良，材料强度不够，零部件磨损和老化； (2)存在危险物和有害物 (3)工作场所的面积狭小或有其它缺陷；,(4)安全防护装置失灵； (5)缺乏防护用具和服装或有缺陷； (6)物质的堆放、整理有缺欠； (7)工艺过程不合理，作业方法不安全。,物的不安全状态是构成事故的物质基础。没有物的不安全状态，就不可能发生事故。物的不安全状态构成生产中的隐患和危险源，当它满足一定条件时就会转化为事故。,第一节 事故致因理论,3管理的原因 管理的原因即管理的缺陷。它有： （1）技术缺陷。指工业建、构筑物及机械设备、仪器仪表等的设计、选材、安装布置、维护维修有缺陷；或工艺流程、操作方法方面存在问题；,（2）劳动组织不合理； （3）对现场工作缺乏检查指导，或检查指导错误； （4）没有安全操作规程或不健全，挪用安全措施费用，不认真实施事故防范措施，对安全隐患整改不力；,（5）教育培训不够，工作人员不懂操作技术知识或经验不足，缺乏安全知识； （6）人员选择和使用不当，生理或身体有缺陷，如有疾病，听力、视力不良等； 管理上的缺陷是事故的间接原因，是事故的直接原因得以存在的条件。,第一节 事故致因理论,4环境的原因 不安全的环境是引起事故的物质基础。它是事故的直接原因，通常指的是： (1)自然环境的异常，即岩石、地质、水文、气象等的恶劣变异。,(2)生产环境不良，即照明、温度、湿度、通风、采光、噪声、振动、空气质量、颜色等等方面的缺陷。 以上物的不安全状态、人的不安全行为以及环境的恶劣状态都是导致事故发生的直接原因。,第一节 事故致因理论,5事故处置 事故处置情况系指： (1)对事故前的异常征兆是否能作出正确的判断和反应：,(2)一旦发生事故，是否能迅速地采取有效措施，防止事态恶化和扩人事故： (3)抢救措施和对负伤人员的急救措施是否妥善。 显然，上述因素对事故的发生和发展起着制约作用，是在事故发生过程中出现的。,第一节 事故致因理论,二、因果继承原则 采矿事故的发生与其原因存在着必然的因果关系。“因”与“果”有继承性，前段的结果往往是下一段的原因。采矿事故是“后果”，与其“前因”有必然的关系。因果是多层次相继发生的；,一次原因是二次原因的结果，二次原因又是三次原因的结果，如此类推。事故发生的层次示意见图2-1。,第一节 事故致因理论,一般而言，事故原因常分为直接原因和间接原因。直接原因又称一次原因，是在时间上最接近事故发生的原因。直接原因通常又进一步分为两类：物的原因和人的原因。物的原因是设备、物料、环境等的不安全状态；人的原因是指人的不安全行为。,第一节 事故致因理论,间接原因大致分为6类： （1）技术的原因：包括采矿设计机械设备的设计、安装、保养等技术方面不完善，工艺过程和防护设备存在技术缺陷。 （2）教育的原因：对职工的安全知识教育不足，培训不够，职工缺乏安全意识等。,（3）身体的原因：指操作者身体有缺陷，如视力或听力有障碍，以及睡眠不足等。 （4）精神的原因：指焦躁、紧张、恐惧、心不在焉等精神状态以及心理障碍或智力缺陷等。,（5）管理的原因：企业领导安全责任心不强，安全投入不足,规程标准及检查制度不完善，决策失误等。 （6）社会及历史的原因：涉及体制、政策、条块关系，地方保护主义，机构、体制和产业发展历史过程等。,第一节 事故致因理论,上述几项，重点是技术、教育和管理。这三项原因是极其重要的间接原因。 在（1）至（6）项的间接原因中： （ 1）至（4）为二次原因， （5）至（6）为基础原因；,在二次原因中： （1）是物质和技术方面的原因， （2）、（3）、（4）三项是人的原因；（5）、（6）项则是需要社会上广泛解决的原因。,第一节 事故致因理论,可将因果继承原则看成如下一个连锁“事件链”： 基础原因二次原因（间接原因）一次原因（直接原因）事故损失 如果采用适当的对策，去掉其中的任何一个原因，就切断了这条“事件链”，就能防止事故的发生。,但即使去掉直接原因，只要间接原因还存在，也无法防止再产生新的直接原因。所以，作为最根本的对策，应当追溯到二次原因以至基础原因，并深入研究，加以解决。 发生事故的原因与结果之间,关系错综复杂，因与果的关系类型分为：集中型、连锁型、复合型。,第一节 事故致因理论,多个原因各自独立，并在同一时序共同构成一个事故后果的，叫集中型，如图 2-2。,第一节 事故致因理论,图2-3 因果连锁型图 某一原因要素促成下一个要素发生，下一要素再形成更下一要素发生，因果相继连锁发生的事故，叫连锁型，如图2-3。,第一节 事故致因理论,某些因果连锁，又有一系列原因集中、复合组成伤亡事故后果，叫复合型。见图2-4。事故的因果关系多为复合型。,第一节 事故致因理论,三、起因物和施害物 所谓起因物，是指造成事故现象起源的机械、装置、天然或人工物件、环境物（采矿工作场所顶板、底板、瓦斯、支承压力等）等；施害物是指直接造成事故而加害于人的物质。不安全状态导致起因物的作用；施害物又是由起因物促成其造成事故后果的。,第一节 事故致因理论,图 2-5 事故发生的物的系列图 从物的系列而言，从远因到近因，有最早的起因物（物0）到施害物（物1）,物1又会派生出新的施害物（物2），连续产生直至与人接触而发生人员伤亡的事故现象，见图2-5。,第一节 事故致因理论,案例1 山东枣庄矿务局山家林煤矿“11.24”电焊引起的火灾事故，死亡24人，重伤2人，轻伤24人。,1986年11月23日、24日，该矿按计划停产检修两天，其中380m两部TD75带式输送机搭茬处需要更换漏斗烧焊，11月21日，皮带工区将烧焊报告请生产副矿长及安监站助理工程师审批同意，由皮带工区副区长孙某等8人实施。,在焊接作业中有火花飞溅，遗留下火种（同时也发现在现场多人吸烟）埋下事故隐患，引燃TD-75皮带，燃烧产物使得集中下山、220上山、380m大巷中多人因一氧化碳中毒死亡。,引发这一事故的起因物是电焊装置，施害物1是火花；施害物2是TD-75皮带；施害物3是CO、高温可燃物。这一案例的物系列因果关系图见图2-6。,第一节 事故致因理论,第一节 事故致因理论,案例2 2003年11月14日11：44，丰城矿务局建新煤矿1010采煤工作面运输巷中，原掘进时的煤与瓦斯突出的2#空硐密闭内发生瓦斯爆炸，死亡51人，轻伤5人。 1010采煤工作面运输巷原煤与瓦斯突出2#空硐发生瓦斯爆炸的因果关系如图2-7所示。,第一节 事故致因理论,第一节 事故致因理论,四、事故致因模型 （一）以人失误为主因的事故模型图2-8 金矿中以人为失误为主要原因的事故模型 采矿是开采矿物资源的生产活动，是人们在地下人造环境（井筒、巷道、采场）中根据所获得的信息进行劳动。,对人的因素而言，可能因对信息判断正确或失误，而相应地引起两种结果：不发生人身伤害和发生人身伤害。国外安全专家研究出一个金矿事故致因模型，见图2-8。,第一节 事故致因理论,（二）以管理失误为主因的事故模型 这一事故致因模型，侧重研究管理上的责任，强凋管理失误是构成事故的主要原因。 事故之所以发生，是因为客观上存在着采矿生产过程中的不安全因素。此外还有众多的社会因素和环境条件。图2-9 管理失误为主因的事故模型,事故的直接原因是人的不安全行为和物的不安全状态。但是，造成“人失误”和“物故障”的直接原因却常常是管理上的缺陷。后者虽是间接原因，但它却是背景因素，又常是发生事故的本质原因。人的不安全行为可以促成物的不安全状态；而物的不安全状态又会在客观上造成人之所以有不安全行为的环境条件。见图2-9中下方的间断线。,第一节 事故致因理论,“隐患”来自物的不安全状态即危险源，而且和管理上的缺陷或管理人失误共同耦合才能形成；如果管理得当，及时控制，变不安全状态为安全状态，则不会形成隐患。客观上一旦出现隐患，主观上，人又有不安全行为，就会立即显现为伤亡事故。,第一节 事故致因理论,三、轨迹交叉论模型 工伤事故源于生产现场人和物两个方面的隐患，如人流和物流中的隐患未能消除，两个流动线路轨迹相交叉的“点”就是发生事故的“时空”。人流中的隐患即人的不安全动作或行为；机械和物质危害是构成能量逆流中的不安全状态。,如图2-10，左图是逻辑“或（OR）门”连接“人为失误”和“机械事故”两个事件，其中人或物的事件有一个发生，事故就会发生；右图是逻辑“与（AND）门”连接“人为失误”和“安全装置故障”两事件，只有两事件同时发生，才能发生。 图2-10 伤亡事故逻辑系统,第一节 事故致因理论,左右两图的不同之处在于，右图在机械设备上加了安全装置，只要安全装置不发生故障，即使人操作失误（违章作业或有其他不安全行为），也不全发生事故。,轨迹交叉理沦的侧重点是说明人为失误难以控制，但可控制设备、物流不发生故障。某些管理人员，甚至某些领导干部，总是错误地把一切伤亡事故归咎于操作人员“违章作业”，实质上，人的不安全动作也是由于教育培训不足等管理欠缺造成的。,管理的重点应放在控制物的不安全状态上，即消除“起因物”，当然就不会出现“施害物”，“砍断”物流连锁事件链，使人流与物流的轨迹不相交叉，事故即可避免，这可用图2-11加以说明,第一节 事故致因理论,第一节 事故致因理论,在多数情况下，由于企业管理不善，使工人缺乏教育和训练或者安全投入不足、机械设备缺乏维护、检修以及安全装置不完备，导致了人的不安全行动或物的不安全状态。值得注意的是，人与物两因素又互为因果，如有时是设备的不安全状态导致人的不安全行为，而人的不安全行为又会促进设备出现不安全状态。,第一节 事故致因理论,1、人的事件链： 人的不安全行为基于生理、心理、环境、行为几个方面产生。 生理、先天身心缺陷； 社会环境、企业管理上的缺陷； 后天的心理缺陷；,视、听、嗅、味、触五感观能量分配上的差异； 行为失误。 人的行动自由度很大，生产劳动中受环境条件影响，加上自身生理、心理缺陷都易于发生失误动作或行为失误。,第一节 事故致因理论,2、物的事件链： 在物质系列中，从设计开始，经过现场的种种程序，在整个生产过程中各阶段都可能产生不安全状态。,设计上的缺陷，如采矿技术方案不当，计算错误，采矿方法不适应矿床赋存条件等； 工艺流程上的缺陷； 维修保养上的缺陷，降低了可靠性； 使用上的缺陷；,第一节 事故致因理论,3、作业场所环境上的缺陷。 人、物两事件链相交的时间与地点（时空），就是发生伤亡事故的“时空”。,若设法排除设计机械设备或处理危险物质过程中的隐患，或者消除人为失误、不安全行为，使两事件链连锁中断，则两系列运动轨迹不能相交，危险就不会出现，可达到安全生产。,第一节 事故致因理论,例如，对人的系列而言，强化工种考核、加强安全教育和技术培训，进行科学的安全管理，从生理、心理和操作管理上控制人的不安全行为的产生，就等于砍断了人的事件链。但是，如前所述，对自由度很大且身心性格气质差异均大的人难于控制，偶然失误很难避免。,若设法排除设计机械设备或处理危险物质过程中的隐患，或者消除人为失误、不安全行为，使两事件链连锁中断，则两系列运动轨迹不能相交，危险就不会出现，可达到安全生产。,第一节 事故致因理论,四、综合论事故模型 我国安全专家大多认为，事故的发生不是单一因素造成的，也并非个人偶然失误或单纯设备故障所形成的，而是各种因素综合作用的结果。,综合论认为，事故的发生是社会因素、管理因素和生产中危险因素被偶然事件触发所造成的结果，综合论事故模型见图2-12。,意外（偶然）事件之所以触发，是由于生产中环境条件存在着危险因素即不安全状态，和人的不安全行为共同构成事故的直接原因。这些物质的、环境的以及人的原因是由于管理上的失误、缺陷、管理责任所导致，是造成直接原因的间接原因。形成间接原因的因素，包括社会经济、文化、教育、社会历史、法律等基础原因，统称为社会因素。,第一节 事故致因理论,事故的产生过程可以表述为由基础原因的“社会因素”产生“管理因素”，进一步产生“生产中的危险因素”，通过人与物的偶然因素触发而发生伤亡和损失。,调查分析事故的过程则与上述经历方向相反。如逆向追踪：通过事故现象，查询事故经过，进而了解物的环境原因和人的原因等直接造成事故的原因；依此追查管理责任（间接原因）和社会因素（基础原因）。,第二节 采矿事故分析方法,一、故障树分析 故障树是把故障事件之间的逻辑关系制成逻辑树图。它用相应的逻辑门来表达事故发展进程中各事件的因果逻辑关系，井探求控制事故的措施以及安全评价。,（一）故障树制图及其符号 1、逻辑门及其符号 尽管事件千变万化，但它们之间的逻辑关系可归结为三种：“与”、“或”、“非”；相应地，表达这些关系的逻辑门常用逻辑“与”门、逻辑“或”门。在故障树中、上一层故障事件是下一层事件造成的结果；下一层故障事件是引起上层故障事件的原因。,当用逻辑门连接这些故障事件时，作为结果的上一层事件称为输出事件；作为原因的下一层事件称为输入事件。 逻辑“与”门表示全部输入事件都出现则输出事件才出现；只要有一个输入事件不出现则输出事件就不出现的逻辑关系。,逻辑“或”门表示只要有一个或一个以上输入事件出现，则输出事件就出现；只有全部输入事件都下出现，输出事件才不出现的逻辑关系。,第二节 采矿事故分析方法,逻辑门画法尚不统一，图2-13列出常见的几种画法。,第二节 采矿事故分析方法,2、故障树中事件及其符号 故障树出现的事件一般是故障事件，只在较少场合出现非故障事件，故障树是从某一特定事件开始，自上而下依次画出其前兆的故障事件，直到最初始的起源事件。,某一特定事件是被分析的伤亡事故或其他不希望的故障事件，将它画在树图的顶端，故称为顶事件（Top Event）。 最初始的前兆故障事件是导致顶事件发生的初始原因，位于树图下部终端，称为基本事件。处于顶事件和基本事件之间的事件，称为中间事件。中间事件既是造成顶事件的原因，又是基本事件产生的结果。,当利用故障树分析伤亡事故时，顶事件就是某种伤亡事故，基本事件是物的不安全状态和人的不安全行为。在这里，将前者称为物的故障，后者称为人的失误。在事故原因分析中，对操作失误有时用特殊符号加以强调。 长方形符号 表示需要进一步分析的故障事件，如顶事件和中间事件。在符号内写明故障内容（见图2-14）。,圆形符号 表示基本事件（见图2-14），有时用虚线圆表示人的失误（见图2-14）；用加斜线的两同心圆表示操作者的疏忽（见图2-14)。 房形符号 房形符号是系统内的正常事件(见图2-14）。,第二节 采矿事故分析方法,菱形符号 菱形符号表示不能进一步分析的省略事件(见图2-14)。,第二节 采矿事故分析方法,（二）逻辑积、逻辑和的表达式图2-14 故障树事件符号 1、逻辑“与”门连接的事件 凡顶上事件下方用“与”门连接下一层各事件时，顶上事件T与下方中间事件Ai、基本事件Xi的布尔表达式为逻辑积的关系。,T=A1A2Am =X1X2X3Xn 几个基本事件逻辑积的概率为 q(T)=q(X1X2Xn) =qX1qX2qXn,第二节 采矿事故分析方法,2、逻辑“或”门连接的事件 T=A1A2Am =X1X2Xn 几个基本事件逻辑和的概率为 q(T)=q(X1X2Xn) =qX1qX2qXn 故障树有重复事件时，须用布尔代数化简后再计算顶事件发生的概率。,第二节 采矿事故分析方法,（三）故障树分析实例 1、坠入副井死亡事故的故障树图2-15 坠入副井死亡事故的故障树 辽宁阜新矿务局五龙矿“6.22”副井误传点提升坠人事故，1968年6月22日，7时左右开始提升新一班人员。,由于罐帘以前被破坏，撩不起来，信号工等3人曾用铁管子撞击罐帘，欲把变形的罐帘正过来，但没能处理好就凑合着用，当第一罐升井工人提到井口水平位置时，由于罐帘撩不起来，工人便罐帘钻出。但负责瞭望的人员未加制止。正当第4人由罐内往外钻时，信号工没有瞭望，突然发出了下放罐笼的信号，使该工人坠井死亡。,第二节 采矿事故分析方法,这一案例的顶事件（T）为“坠井死亡”，“误坠副井”为中间事件A1，在T与A1之间，用控制门X9相连，表明副井较深（够摔死高度）、副井内碎石烂木狼藉状况并可致死的两个具体条件。造成误坠副井（A1）的两个中间事件是“罐帘无作用”（A2）和人“发错信号”（A3）同时发生才发生“误坠副井死亡”，故用“与”门连接。,造成事件A2的三个基本事件X1、X2、X3，有一个发生，A2就出现，故用“或”门连接（称“OR”门）。构成A3的两个原因（中间事件）A4、A5同时出现才能发生“误发信号”，故用“与”门（称AND门）连接。,死者所以“以为人已出罐笼”A4是因为“不熟悉工作环境”或者“忘记”或者“思想不集中”的X4或X5或X6任何一事件发生就会发生A4，故此间用“或”（OR）门连接。构成A5是X7、X8两基本事件，“没安全设施”或“视线被档”任何一个事件出现，都会出现A5，即“罐笼里面没有看到人”，也用“或”门连接。,将这一坠入溜矿井死亡事故按上述逻辑分析绘成故障树(FT)如图2-15。,第二节 采矿事故分析方法,根据FT图2-15进行逻辑运算如下： 设顶事件为T，中间事件Ai（A1，A2，A3，A4，A5）；基本事件、省略事件及控制事件为Xi（X1X9），则 T=A1X9 A1=A2A3 A2=X1X2X3 A3=A4A5 A4=X4X5X6 A5=A7A8,则 T=A1X9 = A2A3 A9 =A2A4 A5A9 = (X1X2X3)(X4X5X6)(X7X8)X9,设顶事件发生概率以q(T)表示，各基本事件发生概率以q(Xi)表示，则这一坠井死亡事故发生概率的表达式为 q(T)=q (X1X2X3)(X4X5X6)(X7X8)X9 =1(1qX1) (1qX2) (1qX3) 1(1qX4)(1qX5)(1qX6) 1(1qX7)(1qX8) qX9,如从大量统计资料获得各基本事件发生概率的具体数值，代入上式，即可求出事故发生概率。,第二节 采矿事故分析方法,2、脚手架坠落死亡事故的故障树 某矿宿舍楼建筑工地因安全管理不善，多层施工不设安全网；工人有时不佩戴安全带或安全带有劣质产品。瓦工李某在脚手架上搬砖时，上层突然掉下一块短木，该瓦工躲闪致使身体失去平衡，重心超出脚手架而坠落，撞在硬水泥地面上死亡。制成的故障树如图2-16所示。,由图2-16的逻辑关系，可列出该故障树的布尔代数表达式，即坠落死亡故障树顶上事件为 T=A5X8 =A3A4X8 =(A1A2)A4X8 = (X1X2X3X4)(X5X6)X7X8,这一高处坠落死亡事故的发生概率为： q(T)= 1(1qX1)(1qX2)(1 qX3)(1qX4) 1(1qX5)(1qX6)qX7qX8,第二节 采矿事故分析方法,依据常识性数据，拟设各基本事件的概率分别为：安全腰带支撑物破坏概率qX1=0.001，安全带折断概率qX2=0.0001，为移动而取下安全带概率qX3=0.25；工人忘记佩戴的概率约为0.1，即,qX4 =0.1；qX5、qX6分别为0.001，重心超出架子的概率qX7=0.01；致死高度和下方有尖角石头的概率为qX8=0.3。将这八个概率值代入上式，求出这一坠落死亡事故的概率q(T)=1.910-6。,第二节 采矿事故分析方法,4、最小割集和最小径集 （1）最小割集 故障树中的全部事件都发生，则顶事件必然发生。但是，大多数情况下只要某些基本事件组合在一起，就可导致顶事件发生。在故障树分析中，把能使顶事件发生的基本事件集合叫做割集。引起顶事件发生的最起码的基本事件集合，称为最小割集。,第二节 采矿事故分析方法,福塞尔等人提出用行列法求最小割集。其基本出发点是，逻辑与门使最小割集内包含的基本事件数增加，即割集的大小增加。而不增加割集的数量；逻辑或门使最小割集的数目增加，而不增加最小割集内的基本事件数目。以“脚手架坠落死亡事故”为例来说明用该方法求最小割集。,第二节 采矿事故分析方法,从顶上事件T开始，逻辑“与”门将基本事件横向列出（控制条件相当于“与”门）；遇到逻辑“或”门，将其连接的基本事件纵向摆开。以Ai表示的中间事件都要逐项转变为基本事件Xi，最后形成的集合组数，即为该故障树的最小割集。,每一组集合中几个事件同时出现，即可发生事故。例如，脚如，脚手架坠落事故的故障树的最小割集为8组，每组4个事件，任何一组中的4个事件同时发生，即可形成顶事件（坠落死亡）。这说明坠落死亡事故发生的最起码的基本事件组合有8种。,第二节 采矿事故分析方法,只要有一组集合单独发生，从脚手架坠落死亡事故即可发生；而每一个集合(Ei)有4个基本事件(Xi)必须同时发生，才能形成Ei。即顶上事件用或门连接8个中间事件即8个集合，每一组为一个中间事件(Ei) ，Ei用与门连接下方4个基本事件(Xi)，见图2-17。,第二节 采矿事故分析方法,图2-17所示的等效故障树的结构式为： T=X1X5X7X8X1X6X7X8X2X5X7X8X2X6X7X8X3X5X7X8X3X6X7X8X4X5X7X8X4X6X7X8 这就启发我们从故障树原因上直接推导出最小割集，依据图2-17，求故障树的结构式为,T=A5X8 =A3A4X8 = (A1A2)(A6 X7)X8 = (X1X2X3X4)(X5X6)X7X8 =X1X5X7X8X1X6X7X8X2X5X7X8X2X6X7X8X3X5X7X8X3X6X7X8X4X5X7X8X4X6X7X8,以上两式完全相等。该故障树用结构法求最小割集，即求出四个事件逻辑积的8个逻辑和，每个逻辑积就是一组最小割集。,第二节 采矿事故分析方法,2、结构重要度 结构重要度是权衡各基本事件发生对顶事件发生影响的程度。造成和促成伤亡事故的初始原因很多，在采取预防措施时，应该按照轻重缓急，优先解决那些最重要的问题，首先消除最重要的初始原因。这就要研究哪个原因对伤亡事故的发生最重要。,当最小割集中基本事件数目相等时，在最小割集中重复出现的次数越多，其结构重要度越大。如前例X7，X8两基本事件出现次数最多（各出现8次），则X7，X8两事件第一重要。 当最小割集中基本事件数目不等时，基本事件少的割集中的事件比基本事件多的割集中的基本事件重要度大。,第二节 采矿事故分析方法,例如，某故障树的最小割集为X1X2X3X4；X5X6；X7； X8。 以I表示结构重要度，用“等号”表示重要度相等，“大于号”表示左边的重要度大，右边的重要度小。由例题给出的最小割集分析，可以看出X7、X8两基本事件单独构成割集，并列头等重要；,X5，X6两个基本事件共同构成一个割集，并列二等重要；X1，X2，X3，X4四个基本事件组成一个割集，事件数多于其他割集，三等重要，其结构重要度排序为： I(X7)=I(X8)I(X5)=I(X6)I(X1)=I(X2)=I(X3)=I(X4)。,第二节 采矿事故分析方法,另外结构重要度也可采取如下方法： 先给每个最小割集都赋予1，假定最小割集中每个基本事件的概率相等，求出每个基本事件在割集中的分数按其分数值大小，排出结构重要度顺序。,仍以上述故障树为例，第1组有4个事件，每个事件各占14，即I(X1)=(X2)=(X3)=(X4)=14。第2组最小割集中有两个事件，X5，X6各占12。即(X5)=(X6)12。第3组、第4组，每组只有一个事件，即I(X5)=I(X6)1。 依各事件的分数值大小排出结构重要度顺序为：I(X7)=I(X8)I(X5)=I(X6) I(X1)=I(X2)=I(X3)=I(X4)。,第二节 采矿事故分析方法,3、最小径集 径集是指某些基本事件的集合不发生，则顶上事件也不发生，这种事件的集合称为径集。使顶事件不发生所必须的最低限度的径集，称为最小径集。,可用故障树的对偶树，即成功树来求最小径集。将故障树的“与”门改为“或”门，“或”门改为“与”门，则故障树即变为对偶的成功树，见图2-18。求出成功树的最小割集即为原故障树的最小径集。 因为最小径集的基本事件不发生，则顶事件就不发生；控制住这几个事件，使之不发生，就可预防事故的发生。,第二节 采矿事故分析方法,故障树变为成功树时，各符号右上方均加上“”。依图2-18列出表达式 T=A5X8 = A1A6X8 = A3A4A2X7X8 = X1X2X3X4 X5X6X7X8 T的最小割集有四组，它们是： X1X2X3X4； X5X6； X7； X8。,“从脚手架坠落死亡”的顶事件T的最小径集等于T的最小割集，为以下四组：X1X2X3X4；X5X6；X7；X8。第一组最小径集X1X2X3X4的意义为：支撑物不断，安全带不坏，没取下安全带，也没有忘记佩戴安全带，即可不发生坠落死亡事故。,第二组最小径集X5X6的意义为：不在脚手架上走动，身体个失去平衡，即不会发生事故。第三组X7，意为只要身体重心不超出脚手架，就不会发生坠落事故。第四组X8，意为高度和下方状态都不摔死人的条件（如安全网的存在等于降低了危险高度，另外软网不同于水泥硬地面），则不会发生坠落死亡事故。,第二节 采矿事故分析方法,二、事件树分析 （一）事件树的制成方法 伤亡事故的发生是许多事件按时间顺序相继出现的结果，前事件发展成后事件都有两种情况：出现或不出现。换言之，即事件导致成功或导致失败，二者必居其一。,所以，制成事件树时，按照事件发生发展过程从左向右画，树枝代表事件发展途径，把结果好的（成功的）分枝画在上面；把结果不好的（失败的）分枝画在下面，即制成一干两