安全学原理PPT通用通用课件

1、安全学原理主 讲：李树刚 教授主要内容：第一章 绪论第二章 安全科学基础理论第三章 安全观第四章 安全认识论第五章 安全方法论第六章 安全生理和心理分析 第七章 安全社会原理第八章 安全经济原理简介第一章 绪论第一节 概述 一、安全的重要性 一组数据： 1、1984年1月19日，墨西哥城的天然气泄漏爆炸，导致452人死亡。 2、1984年12月3日，印度博帕尔毒物泄漏事故，导致2800多人死亡，12.5万人中毒。 3、2003年2月18日，韩国大邱市的地铁火灾，导致100多人死亡。 4、2002年，烟台海难事故。 5、2003年，四川井喷事故。 6、一系列的煤矿事故等。 由此可见，安全的重要性

2、，对人类本身来说，安全就是生命。 二、时代的安全观 主要的表现在： 1、揭示事物安全本质规律的研究尚不全面，理论研究 2、对灾害事故进行准确的预测和有效的防治的基本技术和方法研究方面还未取得大的进展。 三、广义安全 广义安全：包括人自身的健康与卫生；生活；生产环境的舒适与优美。 四、安全学科目前存在的问题 农业经济时代：基本的安全观 工业经济时代：形成可各自较为系统的安全理论与技术。 现代社会：人类对安全的依赖比以往更加强烈，对安全的需要也将变得更为迫切。 第二节 安全的基本概念及特征 一、安全工程的几个基本概念 1、安全指标：事故损失的可承受水平 。 2、本质安全化：安全达到本部门当代的基本

3、要求 说明两点：一是本质安全化的相对的，二生产是一个动态的过程。 3、重大危险源：生产，加工，搬运，使用或存储危险物质，其数量大于或等于国家规定的危险物质单元。 4、安全评价：对危险性的定量定性分析，确定其发生危险的可能性及其后果严重程度的评价，分为系统安全评价和随机安全评价。 5、固有危险度：造成灾害的危险程度。两个衡量参数以确定。 6、危险物质：化学、物理及生物作用导致火灾、爆炸、中毒的物质。 二、安全的基本特征安全的必要性和普遍性安全的随机性安全的相对性安全的局部稳定性安全的经济性安全的复杂性安去的社会性安全的潜隐性第三节 安全科学的定义和性质 一、安全科学的定义 安全科学从它诞生的那天

4、起，安全工作者对其他定一个有论述，不甚统一。 1、库尔曼阐述：安全科学的主要目的是保持所使用的技术危害作用绝对的最小化，或至少使这种危害作用限制在允许的范围内。为实现这个目标，安全科学的特定功能是获取及总结有关知识，并将有关发现和获取的知识引入到安全工程中来。这些知识包括应用技术系统的安全状况和安全设计，以及预防技术系统内固有危险的各种可能性。 2、J.格森定义：安全科学研究人及技术和环境之间的关系，即建立这三者的平衡共生态为目标。 3、刘潜主编，定义：安全科学是专门研究人们在生产及其活动中的身心安全，已达到保护劳动者及其活动能力、保障其活动效率的跨门类、综合性的科学。 4、有学者认为：研究生

5、产中人-机-环境系统，实现本质安全化及进行随机安全控制的技术和管理方法的工程学特指安全科学。 5、现在的定义：安全科学是研究事物的安全与危险矛盾运动规律的科学。研究事物安全的本质规律，揭示事物安全相对应的客观因素及转化条件；研究预测、清除或控制事物安全与危险影响因素及转化条件的理论与技术；研究安全的思维方法和知识体系。 二、安全科学的本质特征安全科学要体现本质安全，即从本质上达到事物或系统的安全最合适化。安全科学要体现理论性和科学性。安全科学要体现交叉性。与相关的学科相结合，相渗透。安全科学要体现研究对象的全面化。安全科学的目的要体现人.经济.环境和技术功能的最优化。 第四节 安全科学的研究对

6、象和范畴 一、研究对象 安全科学应该研究的领域范畴安全生产中长期科技发展纲要（1990-2000-2020）提出了我国工业安全技术的发展战略奋斗目标，支撑条件和技术政策，确定了四项重点任务： 1、工业安全技术: 着重研究重大恶性事故及多次重复发生事故的预防及控制技术。 2、职业卫生工程： 着重研究危害职工的尘肺病等职业方面的预防及控制技术 3、安全管理。 3个方面的研究内容 4、高新技术及特殊环境中的安全技术 二、范畴 归纳安全科学研究的领域范畴，可以分为以下四方面：安全科学的哲学基础。安全科学的基本理论（基础理论）安全工程与技术安全科学的经济规律。第五节 安全科学的学科体系 一、安全科学的学

7、科体系 1、构成安全整体的组成部分 人、物、物人关系。 2、安全科学学科体系中的纵横向的分类层次 A 纵向学科分类：可分为：安全物质类、安全社会类、安全系统类、安全人体类。 B 横向学科层次： 工程技术技术科学基础科学哲学。 安全工程安全工程学 安全学安全观。 由实践到认识，由认识再指导实践，从而达到理论升华的双向作用原理。 二、安全科学的学科分类 1、国务院学位委员会、国家教委（1997年6月颁布）国务院学位办授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录 教育部研究生工作办公室。 一级学科：矿业工程 （ 0819） 二级学科：采矿工程 （081901 ） 矿物加工工程 （ 081902）安

8、全技术及工程 （081903） 2001年3月，将“安全技术及工程”学科调整为一级学科。 2、教育部1998年发布的中国普通高等学校本科专业设置大全 教育部高等教育司（1998年发布专业目录，2001年发布专业设置大全）11个学科门类：哲学、经济学、法律、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学（下设71个二级学科）249个专业。 一级：工学门类（08） 二级：环境与安全类：（0810） 地矿类（0801） 环境工程（081001） 安全工程（081002） 采矿工程（080101） 第六节 本课程的主要学习内容及方法 一、课程结构及主要内容 二、学习本课程的意义和要求 意义：通过学习该门

9、课程么懂得保护人身健康、保护国家财产、保护环境、加强理论与安全新技术的研究。 要求： a 理解并熟悉安全科学、安全观、安全认识论、安全方法论、安全生理及心理、安全社会原理、安全经济原理等内容的基本概念和基本原理，掌握其实质； b 从哲学高度领会安全价值观，并从认识论、方法论上分析安全学中逾到的各种问题； c 掌握安全共程领域的基本原理，理解制定安全工程技术措施及法律法规的理论依据。 安全观安全认识论安全方法论安全学原理安全科学的基础理论安全生理与心理安全社会原理安全经济原理本章小结一、基本概念 安全学原理 广义安全 安全科学 本质安全化 重大危险源 安全评价 安全指标 固有危险度 二、基本原理

10、 1、安全科学的本质特征？2、安全科学研究的对象及范畴，主要研究内容？3、安全的基本特征，并了解其作用。4、构成安全整体的组成部分或安全三要素，分析其对安全科学学科体系的影响？第二章 安全科学的基础理论一、安全问题1、工业、矿山灾害2、交通运输事故3、化学污染问题4、大气污染问题5、核灾害6、航天航空工业灾害二、国内外安全科学的发展历程1、国外安全科学发展的历程德国于1863年建立的威斯特优利亚采矿联合保险基金会；各国大学设立安全工程专业； 国际上盛行的职业安全健康管理体系。第一节 安全问题及安全科学的发展历程 2、国内安全科学的发展两个阶段: 从建国初期到70年代末，劳动保护的行政管理和业务

11、监督、监察都得到了较好的发展，从中央到地方以及各类企业都设立了专门机构并配备了相当数量的专职人员。这时期安全科学研究和专业人才的培养教育工作刚刚起步。劳动保护方面的，即安全科学技术的研究机构，在50年代仅有劳动部劳动保护科学研究所、卫生部劳动卫生研究所、冶金部安全技术研究所以及煤炭科学研究院下设的部分研究室等有限的几个科研部门，科研人员不超过千人。 70年代末至今，劳动保护的行政管理和宣传教育工作得到加强。自1980年开始，每年开展全国安全月活动，为加强劳动保护干部的继续工程教育和生产人员的职业安全教育，各省、市劳动部门已普遍建立劳动保护宣传教育中心，大的工业企业还建立了劳动保护宣传教育室。到

12、1983年全国建成安全类科研机构31个，研究人员发展到4000余人。 3、理论上，安全科学的发展阶段 经验型阶段（事后反馈决策型）：长期以来，人们认为安全仅仅以技术形式依附于生产，从属于生产，仅仅在事故发生后进行调查研究、统计分析并提出响应的整改措施，以经验作为科学，安全处于被动局面，人们对安全的理解与追求是自发的、模糊的。 事后预测型（预期控制型）：人们对安全有了新的认识，运用事件链分析、系统过程化、动态分析与控制等方法，达到防治事故的目的。总之，传统的安全技术建立在事故统计基础上，这基本属于一种纯反应式的。安全科学缺乏理性，人们仅仅在各种产业的局部领域发展和应用不同的安全技术，以至对安全规

13、律的认识停留在相互隔离、重复、分散和彼此缺乏内在联系的状态。 综合系统论（综合对策型）：认为事故是人、技术与环境的综合功能残缺所致，安全问题的研究应放在开放系统中，建立安全的科学性、系统性、动态性。 第二节 安全科学的哲学基础一、安全与危险的统一性和矛盾性 二、安全科学的联系观和系统观 三、安全中的质变与量变 1、流变与突变的相对性 2、流变和突变的层次性 3、流变和突变的相互转化 四、安全问题的简单性和复杂性，精确性和模糊性五、安全事件的必然性和偶然性 第三节 安全科学的数学物理基础 一、基本逻辑运算和逻辑函数 （一）、基本逻辑运算 逻辑代数:又称布尔代数,英国数学家George Boole

14、在19世纪中叶创立；是事故/事件逻辑分析方法的理论基础及计算工具；它比普通代数简单,因为它的变量仅有01两个；变量01并不表示两个数值，而是表示两种不同的逻辑状态；如是与否，真与假,高与低,有与无,开与闭等；在逻辑代数中，最基本的逻辑有3种:与或非；用逻辑代数符号表示也称:与门，或门，非门；可以用一个表来表示Boole代数的基本逻辑运算。 名称逻辑符号函数式含义与门z(ab)=ab11=1 10=0或门z(ab)=a+b1+1=1 1+0=1 0+0=0非门z(a)=aa=1, a=0 a=0, a=11、与运算也叫逻辑乘运算，简称逻辑乘 ，表示输入变量为a、b时，输出 ，即决定事件z的条件a

15、与b全部具备时，事件z才会发生，否则不会发生。2、或运算也叫逻辑加运算，简称逻辑加 。表示输入变量为a、b时，输出 ，即决定事件z的条件a或b只要一个或两个全具备时z才会发生。当a与b都不具备时，z才不会发生。3、非运算也叫逻辑求反运算，简称逻辑非(或逻辑否定) 。表示输入变量为a时，输出 ，读作a非。即决定事件z的条件为a时，z与a相反，a存在z则不会发生，反之亦然。（二）、逻辑变量与逻辑函数 一般来讲，如果输入变量a,b,c的取值确定之后，输出变量z的值也就确定了。那么，就称z是abc的逻辑函数，并写成： z=F(abc) 在逻辑代数中，不管是变量还是函数，它们只有两个取值(0与1)。 （

16、三）、布尔代数的运算法则 （1）幂等法则 或（2）交换法则 或（3）结合法则 或（4）分配法则 或（5）吸收法则 二、随机事件与概率运算 （一）、随机事件 可以看作在相同的一组条件下，进行一系列试验或观察，而每次试验或观察的可能结果不止一个，在每次试验或观察之前无法预知确切的结果，即呈现出不确定性。在数学上把这类现象称为“随机现象”，也称“随机事件”，简称为“事件”。 1子事件 2和事件 3积事件 4. 互斥事件 5事件的逆事件 6差事件 （二）、频率与概率 1、频率 若随机事件A在n次试验中发生了m次，则比值mn称为随机事件A的频率（或相对频率），记作W（A），用公式表示如下： 由于 ，所以

17、随机事件的频率值分子0与1之间。 必然事件的频率恒等于1；不可能事件的频率恒等于0。 在一组条件下，重复做n次相互独立的试验，设m为在n次试验中事件A发生的次数。如果对于大量的试验（即n很大），频率mn稳定在某一数值q左右摆动，则称q为事件A在这组条件下发生的概率。记作： ，且 0 1 1 2、概率的统计定义 定义：在同一条件下进行n次重复试验，其中事件人出现m次，事件 A的频率mn随试验次数的变化稳定在某一个数值P，则定义事件 A的概率为P，则定义事件 A的概率为P，记为 。 一般，数值P很难等到准确值，因此，实际上当n充分大时，以事件A的频率作为事件A的概率的近似值，即： 由定义可以看出事

18、件的概率与频率一样，有下列几个性质： ； ； 3概率的古典定义 定义：一个随机试验，若：只有有限个可能的结果（基本事件）；每个结果的出现都是等可能的。则称这样的随机现象模型为古典概率。 在古典概率中，如果基本事件的总数是n，而且事件A包含了其中的m个，则事件A的概率定义为： 4、独立事件的概率计算在一组随机事件中，按事件的影响关系，又可分为独立事件与排斥事件。 若A事件的发生与否，并不影响B事件的概率，反之亦然，则称两事件相互独立。即独立事件是一组概率互不影响的事件。 设事件A，B，C，N发生的概率依次为 ，它们的逻辑积与逻辑和的概率如下： 逻辑积的概率（独立事件是与门连接的） 逻辑和的概率（

19、独立事件是或门连接的） 5、非独立事件的概率计算设事件A，B，C，N发生的概率依次为 ，则逻辑和的概率为：逻辑积的概率为： 式中 是在 A发生的条件下 B发生的概率（条件概率）； 是在B发生的条件下A发生的概率（条件概率）。 三、可靠性及基本事件发生概率计算（一）可靠性的基本概念 1可靠性 定义：可靠性是指研究对象在规定条件下、规定时间内，完成规定功能的能力。 2可靠度与不可靠度 可靠度是指研究对象在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。通常记为R。 不可靠度是指研究对象在规定的条件下和规定的时间内丧失规定功能的概率，又叫失效概率。通常记为F。 3故障率与维修度 故障率表示研究对象在

20、某时刻t的单位时间内发生故障的概率，用下式定义： 维修度是表征可维修的难易程度。可定义为：可维修系统在规定条件下和规定时间内，完成维修的概率。在时间t内完成维修的概率记为 。越容易维修的系统，在同样时间内，它的 就越大。维修度 是停工时间的分布函数。 当 （常数）时， 4、系统的寿命过程 正常状态的非修复系统过渡到故障状态的工作时间期望值，称为平均无故障时间，记为MTTF（Mean Time To Failure的缩写），也称平均寿命。 5可维修系统的有效度 有效度是可靠度和维修度合起来的尺度。其定义为系统在规定条件下，在任意时刻正常的概率，称为有效度，用 表示。 当系统的可靠度与维修度均服从

21、指数分布时，则系统的有效度为； （二）、基本事件发生概率计算 对于一般可修复系统（即系统故障修复后仍可投入正常运行的系统）其单元故障概率为 因，MTTR= ，MTBF=将MTTR和MTBF的表达式代人并整理得： 一般来说， ，所以 ，故有 式中 ，为平均修复时间。 第四节 安全科学的流变-突变规律一、流变-突变理论的背景知识 1、流变-突变理论的物质观 2、流变一突变理论的时空观 二、安全流变-突变的基本特征 根据流变-突变的基本理论，一个事物从诞生到消亡是一个“安全流变与突变”的过程。所谓的“安全流变与突变”就是事物在发展过程中安全与危险的矛盾的运动过程。这一矛盾随时间的运动过程就决定了事物

22、发展各个阶段的安全状态。下面就矿山灾害现象、人的伤亡过程、社会的变革或改革及机械灾害过程等四方面的典型过程简要叙述其“安全流变与突变”的基本特征。1、矿山灾害1）自燃火灾2）冒顶3）瓦斯事故 2、机械事故3、社会变革或改革4、人的衰亡过程三、安全流变-突变的基本理论 1、基本概念 安全、危险、安全流变、安全突变、安全功、安全势2、安全流变-突变的理论模型 1）基本元件特征 安全可逆元件、安全阻尼元件、安全摩擦件、安全质量体 2）安全流变-突变换型的五个层次 3、安全流变-突变理论的数学模型 （1）当 时，本质损伤区、本质损伤加速区内没有运动。 损伤： 损伤速度： 损伤加速度： （2）当 时，本

23、质损伤区开始运动。 损伤： 损伤速度： 损伤加速度： （3）当 时， 损伤：损伤速度：损伤加速度： 在日常生活中，许多安全问题可以简化为两组元件的模型图，即第二与第四组元件共同构成事物的安全流变-突变模型。第一和第三组元件随时间变化关系比较稳定，可以认为是常数，它们的图形见图115，从图中可以清晰地看出用第二与第四组元件就可描述事物的流变状态。 本章小结1、安全科学的发展历程。2、安全科学的哲学特征。3、布尔代数、概率运算、可靠性在安全工程中的应用。4、安全的流变-突变规律，并应用其解释事故的灾害过程。第三章 安全观1、安全科学的指导思想是马克思主义哲学。 1）马克思主义哲学研究的基本问题是思

24、维和存在的关系问题。 2）唯物辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，对安全科学具有重要的指导作用。 3）三个基本规律：对立统一规律，质量互变规律，否定之否定规律； 4）五对范畴：原因和结果，必然性和偶然性，可能性和实现性，内容和形式，现象和本质。其对安全科学的研究与发展起到了重要的推动作用。 例如，安全与事故就是对立统一的两个方面，安全是为了不发生事故，有了事故才需要安全；事故有其必然性和偶然性，只要我们掌握了事故的必然性和偶然性，就能够有效的防止事故的发生。2、哲学与具体科学之间的关系 既同又异，同中有异。哲学以具体科学为基础，具体科学又以哲学为指导。 哲学依赖于具体科学，具体科学的进步推动

25、着哲学的发展； 哲学又指导具体科学的世界观和方法论。 第一节 安全科学的指导思想 第二节 安全本质及安全第一原理 一、安全的本质1、目前人们对安全认识的五种类型 从事故的危害中认识到 从安全与事故的相对存在中认识 从安全与事故之间的联系中认识 从安全内容的扩展中认识，三个层面 从安全的存在中认识 2、对安全现象的认识，不能解决安全本质问题。 3、生产安全的本质就是生产实践符合生产规律的运动。 二、安全的规律 狭义安全规律，是指某一领域或系统中的安全规律，如生产安全规律、交通安全规律。 广义安全规律，是指自然界和人类社会中的安全，即大安全的普遍规律。 安全规律的表现形式： 1、生存规律 2、构成

26、规律 3、发展变化规律三、安全第一、预防为主的原理 “安全第一、预防为主”是我国的安全生产方针。 “安全第一”和“预防为主”两者相辅相成。组织生产时，优先考虑安全，安全和生产矛盾时，须先解决安全问题；一切安全工作需立足于预防，活动初就要考虑安全措施。 第三节 安全价值观一、安全价值观的认识现状二、安全价值的定义及内容 安全价值的主要内容有四点降低安全寿命周期投资安全功能分析实现必要的安全功能集体智慧和有组织的活动 三、安全价值与生产价值的关系 1、安全孕育在生产活动中，生产离不开安全的保证 2、有安全就有效益；没有安全就没有效益 3、安全与效益又互为矛盾 第四节 大安全观一、大安全观的含义及其

27、树立的必要性 1、含义：两层意思：将以生产领域为主的技术安全扩展到生活安全与生存安全领域，形成生产、生活、生存的大安全，将仅由科技人员具备的安全意识提高到全民的安全意识，这就是科学的大安全观。 2、必要性： 人类发展和社会进步、文明的标志 现实情况的不容乐观 国家建设和发展的战略之策 3、大安全之目的：就是动员全社会、全民族、各行各业、上上下下，通过对安全减灾的国家战略和系统工程，不仅要保证国家和企业的安全生产，更为了追求人类的安全生存，社会的和谐、稳定。二、树立大安全观的时代背景 1、恶性事故层出不穷，特大事故触目惊心。 2、公众安全观的变化，民心所向 3、科学技术的发展，是历史的必然。 4

28、、必须采取与国际接轨的安全与健康标准化体制 三、大安全观的基本内容1、全民的安全意识 2、树立全民安全文化素质的教育观 3、坚持科教减灾的科学观 4、全力发展科学减灾的信息观 5、树立综合减灾的决策管理观四、大安全科学体系 1、大安全科学体系形成的基础 2、大安全科学体系的基本框架 本章小结一、基本概念 广义安全规律、狭义安全规律、安全价值、大安全观二、基本原理 1、安全科学的指导思想。 2、安全规律的三种形式。 3、树立科学的大安全观。 4、科学大安全观的五项内容。第四章 安全认识论一、安全的自然属性1.安全条件，尤其生产过程的安全条件，与自然科学密切相关；2.安全机制，与人体科学有关，人的

29、生理与心理需要；3.安全管理，自然科学的基本理论和技术，系统科学的观点和方法；二、安全的社会属性1.安全机制：与思维科学有关2.安全管理：与社会科学的基本原理密切相关3.人类社会的发展进程：走向进步的标志之一就是安全，这是社会促进安全的主动因素。 第一节 安全的属性第二节 安全与事故的关系 一、安全与事故的关系“对立统一，相互依存”八个字。二、安全与事故的表现特征 1、安全的极向性 三层含义 0事件 ；安全与危险互补：S=1-H 人的本愿：最小投入获得最大安全2、安全的有限性：避免事故或危险的有限性 两层含义：事故或危害事件是可以避免的，但难以完全避免； 各种事故或危害事件的不良作用、后果及影

30、响可能避免， 但难以完全避免。 第三节 事故的基本特征一、 事故的因果性有继承性，是多层次的，决定了事故的必然性。二、事故的偶然性、必然性和规律性 1.偶然性：随机事件，较难预测（时间、地点、状况、后果） 2必然性：规律性，来自于因果性 3规律性：较难掌握，但用一定的仪器手段可找出近似规律 4从偶然性中找出必然性，认识事故发生的规律性，变不安全条件为安全条件，把事故消除在萌芽之中。三、事故的潜在性、再现性、预测性和复杂性1潜在性：发生前的隐患或潜在危险2再现性：不追查原因，不采取措施将再现3预测性：不断的总结、认识，并用先进科学的方法和手段，是可预测的。4复杂性：形成人（总体）-机（对象）-环

31、境（条件），运转系统（自然和社会结合的开放性系统），因而具有复杂性。 第四节 事故影响因素及其致因理论 一、事故的定义及其类别 1、事故是人们在实现其目的的行动过程中，突然发生的、迫使其有目的的行动暂时或永远终止的一种意外事件。 2、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。3、工伤事故又称因工伤亡事故。按照国家的有关规定，其定义为：企业的职工为了生产和工作，在生产时间和生产区域内，由于受生产过程中存在的危险因素之影响，或虽然不在生产和工作岗位上，但由于企业的环境、设备和劳动条件等不良影响，致使身体受到伤害，暂时地或长期地丧失劳动能力的事故，成为工

32、伤事故。二、工伤事故的主要影响因素 一般指人为的非自然界的因素所致的工伤事故。1、人的原因：4种人8种不安全行为7个原因； 2、物的原因：7种物7种不安全状态；3、管理的原因：6个方面的管理缺陷；4、环境的原因：自然环境和生产环境两方面；5、事故的处置情况。 三、事故致因理论 事故致因理论是从本质上阐明工伤事故的因果关系，说明事故的发生、发展过程和后果的理论。其目的在于：认识事故本质；指导事故调查与分析；提出事故预防措施。所以说，事故致因理论是人们对事故机理所做是逻辑抽象和数学抽象，是描述事故成因、经过和后果的理论，是研究人、物、环境、管理及事故处理这些基本因素如何作用而形成事故、造成损失的理论。 国内外现有的事故致因理论有10多种，而适合我国情况的主要有四种： 事故因果类型（连锁论） 多米诺骨牌理论（The dominoes theory） 系统理论 轨迹交叉论 1、事故因果类型 三种（1） 连锁型 （2）集中型 （3）复合型 （1）连锁型：美国安全工程师（W.H.Herinrich）将事故原因分为三个层次：直接原因、间接原因、基本原因。 （2）集中型；同一时间的共同发生 （3）复合型：连锁、交叉、集中 2、多米诺骨牌理论（The dominoes theory） 用概率理论分析海因里希多米诺骨牌理论： A0=A