事故致因理论文献综述

1、事故调查与分析技术作业矿井事故致因理论文献综述矿井事故致因理论文献综述摘要：关键字：矿井 事故致因理论 综述阐述事故发生机理的理论被称为事故致因理论。事故致因理论是从大量典型事故本质原因的分析中所提炼出的事故机理和事故模型，能够为事故的定性、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。然而早期的事故致因理论大都不是针对于煤炭生产领域，难以将其直接运用于煤矿事故的致因分析。本文对目前国内主要的矿井事故致因理论进行了总结，同时对事故致因理论的未来发展进行展望。研究煤矿事故致因机理是当前我国煤矿生产安全管理工作的重要任务之一。目前，国内外的专家学者从不同的角度对

2、煤矿瓦斯爆炸事故的致因展开了研究和探讨，如从安全管理、瓦斯抽采、瓦斯监测监控、人的行为失误等角度，提出一些具体的对策和措施，用以控制和防范煤矿瓦斯爆炸事故的反复发生。这些有益的研究和探讨为本文分析和构建煤矿瓦斯爆炸事故致因IS M模型提供了理论借鉴和指导。基于此，本文尝试对煤矿瓦斯爆炸事故致因理论进行深入的研究，构建符合我国实际的煤矿瓦斯爆炸事故致因I SM 模型，并把该模型运用于典型的煤矿瓦斯爆炸事故分析和瓦斯事故风险模糊综合评判中，进而总结出预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故发生的对策和措施。1.2国内外研究现状及趋势1.2.1国外事故致因理论研究事故致因理论包括以事故频发倾向论和海因里希因果连锁

3、论为代表的早期事故致因理论、以能量意外释放论为主要代表的二次世界大战后的事故致因理论和现代的系统安全理论3个阶段。（1）事故频发倾向论事故频发倾向英国的格林伍德和伍兹对许多工厂里事故发生次数等资料按泊松分布、偏倚分和非均等分布3种统计分布进行了统计检验，结果显示工厂中存在着事故频发倾向者。法默和查姆勃明确提出了事故频发倾向的概念，认为事故频发倾向者的存在是工业事故发生的主要原因5。事故遭遇倾向明兹和布卢姆建议用事故遭遇倾向取代事故频发倾向的概念6。该理论没有对事故的成因、发生和发展进行明确的逻辑分析，因此不能在理论上对煤矿瓦斯爆炸事故的分析和预防进行有效指导。然而该理论提出的“应该根据职业的性

4、质对从业者进行筛选，从中寻找最适合该职业的人员6”的观点在煤矿生产安全管理工作中是值得借鉴的7。（2）事故因果连锁理论海因里希事故因果连锁理论海因里希首先提出了事故因果连锁论8，用以阐明导致事故的各种原因之间及与事故之间的关系。该理论认为人的不安全行为导致事故发生这一结论与煤矿事故的研究结果比较吻合。国家安全生产监督管理总局统计数据显示，我国煤矿事故中的70 -8 0%也是由于人的不安全行为造成的。可以认为该理论关于事故发生的直接原因、间接原因、基本原因的分析是符合煤矿事故发生规律的。然而，对于如何消除导致事故的人的不安全行为或物的不安全状态，该理论没有给出具体的措施和对策。同时，在煤矿瓦斯爆

5、炸事故中，一些环境因素也常常是造成事故发生的直接原因之一，按照海因里希的理论，所有直接原因的上层原因皆为人的缺点，单纯以人的缺点来解释所有物的和环境的不安全状态进而主要针对人采取预防措施，不符合现代安全管理的系统论思想，难以实现对煤矿瓦斯事故的全面控制7。博德事故因果连锁理论博德（FBi r d）在海因里希事故因果连锁的基础上，提出了反映现代安全观点的事故因果连锁论9，认为人的不安全行为和物的不安全状态是导致事故的重要原因，但只是背后原因的征兆，是一种表面现象。托普斯（T op v es ）对这一理论进行了改进，在事故之后引入初始损失和最终损失。认为如果在事故与初始损失之间可设置屏障，则可在初

6、始损失后通过应急行动防止或减少最终损失7，10 。该理论认为事故的本质原因在于管理的缺陷。这与当前我国煤矿生产瓦斯安全管理工作的实践基本一致，对于发展煤矿瓦斯爆炸事故致因理论具有借鉴意义。亚当斯事故因果连锁理论约翰亚当斯教授提出一种与博德事故因果连锁理论相类似的因果连锁模型1 1。该理论对现场失误进行了深入研究，认为操作者的不安全行为及生产作业中的不安全状态等现场失误，是由于企业领导者及事故预防工作人员的管理失误造成的。该理论对煤矿瓦斯爆炸事故分析、预防有较好的借鉴作用，然而该理论对人的因素、工作条件和环境的因素较少涉及，具有一定的局限性。北川彻三事故因果连锁理论日本学者北川彻三从技术原因、教

7、育原因、身体原因和精神原因四个方面探讨事故发生的间接原因，认为事故的基本原因包括管理原因、学校教育原因和社会与历史原因三个方面12 。多原因理论多原因理论认为一个单一的事故可能存在多个促成因素、原因和次原因，这些因素的某种组合导致事故的发生13 。该理论有助于煤矿瓦斯爆炸事故的调查、分析和预防。从大量的煤矿瓦斯事故报告的分析可知，绝大多数的事故既存在行为要素，又存在环境要素。然而，该理论未对行为要素和环境要素的背后原因作更细致的分析，对于事故的预防缺少理论的指导。事故统计分析因果连锁模型该模型着重于从人的不安全行为和物的不安全状态和管理失误方面进行分析。我国现行的企业职工伤亡事故分类，就是基于

8、事故因果连锁模型制定的。（3）能量意外释放理论吉布森、哈登等人提出了能量意外释放论1 4。该理论阐明了事故发生的物理本质，指出防止事故就是防止能量的意外释放，防止人体接触过量能量。运用该理论，能够从能量释放的角度对煤矿瓦斯事故的原因进行解释，并对煤矿生产过程中的一些可能意外释放的能量如瓦斯爆炸、瓦斯突出等，采取一些有效的预防措施，但是该理论无法对煤矿瓦斯爆炸事故的深层次原因做出完整的解释，难以独立地用于全面分析和预防煤矿瓦斯爆炸事故。（4）瑟利模型该模型根据人的认知过程分析事故致因，把事故的发生过程分危险出现和危险释放两个阶段，两阶段各包括一组类似的人的信息处理过程，即感觉、认识和行为响应15

9、 。煤矿瓦斯爆炸事故通常是由于局部瓦斯积聚导致瓦斯浓度超标，达到爆炸极限后遇上引爆火源引起的，事故中瓦斯检查员专门负责矿井瓦斯浓度检测防止瓦斯积聚，避免因瓦斯浓度超标而导致瓦斯爆炸。因此，对瓦斯检查员的感觉、认识和行为响应（对井下瓦斯浓度信息的处理正确与否直接影响到整个煤矿生产过程的安全）要求较高7。（5）轨迹交叉论轨迹交叉论（O rb i t I nt e r se c t in g Th eo r y ）将事故定位为人、物两大系列时空运动轨迹的交叉，通过控制人、物两大系列运动轨迹，避免它们的交叉，从而避免事故的发生16 。该理论为认识煤矿瓦斯事故的发展过程提供了有益的指导，对于如何做好煤矿

10、瓦斯安全管理工作具有借鉴作用。然而，该理论对于事故致因中的管理因素、环境因素以及信息因素缺乏明确的认识，未对这些因素进行深入探讨，难以对煤矿瓦斯事故的致因做出全面、系统的分析，难以有效地预防和控制煤矿瓦斯事故的发生。上述事故致因理论都不是从煤矿瓦斯事故中提炼出来的事故机理和事故模型，因而难以直接运用于煤矿重大瓦斯爆炸事故的分析和预防。故此需借鉴这些事故致因理论并紧密结合我国煤矿瓦斯爆炸事故发生的规律，提出符合我国实际的事故致因理论，实现对煤矿瓦斯事故的有效控制。1.2.2国内事故致因理论研究陈宝智教授提出了事故致因的两类危险源理论17 。在系统安全研究中，认为危险源的存在是事故发生的根本原因，

11、防止事故就是消除、控制系统中的危险源。危险源为可能导致人员伤害或财物损失的事故的、潜在的不安全因素。按此定义，生产、生活中的许多不安全因素都是危险源。根据危险源在事故发生、发展中的作用，把危险源划分为两大类，即第一类危险源和第二类危险源。第一类危险源：根据能量意外释放论，事故是能量或危险物质的意外释放，作用于人体的过量的能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质是造成人员伤害的直接原因。于是，把系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称作第一类危险源。一般的，能量被解释为物体做功的本领。做功的本领是无形的，只有在做功时才显现出来。因此，实际工作中往往把产生能量的能力源或拥有能量的能力载体看做

12、第一类危险源来处理。第二类危险源：在生产和生活中，为了利用能量，让能量按照人们的意图在系统中流动、转换和做功，必须采取措施约束、限制能量，即必须控制危险源。约束、限制能量的屏蔽应该可靠地控制能量，防止能量以外释放。实际上，绝对可靠的控制措施并不存在。在许多因素的复杂作用下，约束、限制能量的控制措施可能失效，能量屏蔽可能被破坏而发生事故。导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称为第二类危险源。人的不安全行为和物的不安全状态时造成能量或危险物质以外释放的直接原因。从系统安全的观点来考察，使能量或危险物质的约束、限制措施失效、破坏的原因，即第二类危险源，包括人、物、环境三个方面的问题。第二

13、类危险源往往是一些围绕第一类危险源随机发生的现象，它们出现的情况决定事故发生的可能性。第二类危险源出现得越频繁，发生事故的可能性越大。该理论认为事故的发生往往是两类危险源共同作用的结果。第一类危险源是伤亡事故发生的能量主体，是第二类危险源出现的前提，并决定事故后果的严重程度；第二类危险源是第一类危险源造成事故的必要条件，决定事故发生的可能性1 8两类危险源相互关联、相互依存；一些文献已对两类危险源理论的量化方法进行探讨。何学秋教授提出了事故致因中的“安全流变-突变理论”，分析了安全流变论的哲学基础和事故“安全流变理论”的基本特征，描述了煤矿事故的安全流变特征，即事故的孕育、发生、发展、损失、后

14、效反馈过程中的不安全度的流变性19 -20 。该理论认为：任何事物的发生和发展都始终贯穿着安全和不安全这一对矛盾，一个事物从诞生到消亡就是一个“安全流变”过程。所谓的“安全流变”就是事物在发展中的安全与不安全的矛盾运动过程，这一过程决定了事物发展的各个阶段的安全状态和故障状态，甚至消亡状态。事物安全与不安全的矛盾运动受两方面因素的影响：一是事物的内在因素，称为本质不安全因素，二是事物的外部因素，称为外部不安全因素。内外因在一定条件下可以互相转化，本质不安全因素决定事物流变的性质和程序，外部不安全因素决定事物“安全流变”的速度和形式。如下图：安全流变规律曲线该图中，事物“安全流变” 的全过程可表

15、达为：在某一新事物诞生的初期（OA段），其不安全度随时间呈减速递增,新秩序在此期间逐渐形成和完善,当新秩序发展到成熟阶段时（AB段）,完善的新秩序使不安全度值开始匀速缓慢地增加。经过一个稳定增加的时期后，原秩序继续向无序方向发展，进而使不安全度值开始加速增大（BC段），任何事物都具有其固定的不安全度承受能力或界限,超出此界限后,事物将在安全状态方面发生突变。事物发生安全状态突变时的不安全度值即位于该事物的临界不安全度。因此，当不安全度加速增大到此临界不安全度值时（C瞬时），事物的破坏开始发生并持续一定时间（CD段）当原秩序被完全破坏后（D瞬时）事物又开始回归到安全状态（DE段）.即不安全度近似

16、为零值,原事物的秩序完全消失,从而又形成了另一个同类新生事物诞生的起点（E瞬时）。物质世界就是在安全和不安全的无限循环中存在和发展的，外部不安全因素对上述过程只起到加速或减速的作用。田水承教授提出了三类危险源理论21 。认为第三类危险源是事故发生的根本原因。很多人因事故的发生表面上是由于某个事、或者某一个具体的人就是肇事者引起的，但是深层的、背后的原因是由于第三类危险源的存在、而且风险比较高而导致的。如果消除第三类危险源，就没有人因事故的发生。该理论强调组织管理因素不良是事故发生的深层原因。该事故致因机理模型有两个主要特点：一是强调防御失效（含不设防、防御漏洞）是所有工业伤亡事故发生的必要环节

17、，是事故根源和事故后果之间的中间环节，突出强调的是防御对事故控制的重要性；二是把组织不安全行为/ 失误列为第三类危险源，试图使人们能更全面地认识不同类型的危险源. 三类危险源分别是指：能量载体或危险物质，即第一类危险源；物的故障、物理性环境因素，个体人失误，即第二类危险源（侧重安全设施等物的故障、物理性环境因素）；组织因素不符合安全的组织因素（组织程序、组织文化、规则、制度等），即第三类危险源，包含组织人（不同于个体人）不安全行为、失误等.此外，他还阐述了三类危险源之间的关系（如右图示）：第一类危险源是事故发生的（物质性）前提，影响事故发生后果的严重程度；第二类危险源是事故发生的触发条件；第三

18、类危险源是事故发生的本质根源，是前两类，尤其是第二类危险源的深层原因，是事故发生的组织性前提. 在图中，运用集合理论给出了三类危险源之间的关系. 区域a：个体行为的不可完全控制，可能发生个体事故（偶发失误、仅涉及个体人的事故）. 区域b：不发生事故，虽然存在第三类危险源（组织失误），但无第一、第二类危险源的直接诱发因素. 区域c：可能发生个体事故. 区域d：可能发生组织事故（除个体事故以外的事故，例如矿井瓦斯爆炸事故）. 区域e：可能发生组织事故. 区域f：可能发生自然灾害事故.田水承教授还应用R ea s on 组织事故病理学模型依次从组织因素、管理因素、不安全行为的直接前提、操作者的不安全

19、行为和防御系统等5个方面，对一起典型煤矿事故的致因进行了分析，认为我国煤矿事故频发的根源在于组织错误的存在22 。孙斌将危险源理论和煤矿瓦斯事故相结合，提出煤矿危险源概念，用三类危险源思想来分析瓦斯事故危险源。在研究瓦斯危险源辨识方法、分类分级方法的基础上分析煤矿瓦斯危险源系统结构，通过典型事故案例剖析煤矿瓦斯事故危险源系统结构23 。田水承等运用事故致因理论，分析了危险源的结构、概念，在提出第三类危险源研究的基础上，探讨了三类危险源之间的关系及其事故致因机理模型；进一步分析了煤矿事故的三类危险源，认为应加强危险源基础理论的研究，尤其要加强对煤矿第三类危险源的辨识和控制研究，以期全面认识导致事

20、故发生的各类危险源24 。许正权提出交互式安全管理理论，对事故成因机理做出论述，认为系统安全性最终是通过微观层面的和谐交互以达到系统整体的和谐所实现的25 。王莉在三类危险源划分的基础上，对瓦斯爆炸危险源系统结构和事故的发生机理进行分析，进而开展三类危险源的预警研究，为煤矿瓦斯爆炸事故预防和预警提供了理论探索和尝试，具有一定的理论价值和现实意义26 。吴祥等利用开放的复杂巨系统理论对煤矿重大瓦斯事故进行了研究。系统分析了矿井生产系统的复杂性，找出事故关键链从其入手，切断可能引起事故的致因，从而阻止和预防事故的发生，或发生事故后，尽量把事故损失降到最低27 -28 。赵华杰分析了煤矿瓦斯爆炸危险

21、源，进而利用RS -S VM 方法建立了瓦斯爆炸危险源评价模型，并进行了瓦斯爆炸预警系统研究29 。冯肇瑞，崔国璋通过致因理论中的因果分析，运用安全检查表、事件树、事故树以及危险性预先分析等方法对生产系统中存在的不安全因素以及这些不安全因素对系统可能造成的损害进行系统分析30 -31 。杨涛运用事故致因理论和统计学的基本理论方法，从物的不安全状态和人的不安全行为出发，对事故灾难案例进行剖析，总结出技术灾害的致灾因素，得出了主要致灾因素为管理、人、物、环境四大因素32 。陈宝智，吴敏对事故致因理论与安全理念进行了论述。指出学习、借鉴已有的事故致因理论需要弄清它们产生的历史背景，重在理解、掌握其中蕴含的安全理念，在此基础上建立符合实际的事故致因理论，更好地指导安全工作实践33