危害分析

非煤矿山电气事故危害分析。

电气事故危害

井下的生产系统使用了大量的用电设备，存在电危害，井下充油型互感器、电力电容器如果长时间过负荷运行，产生大量热量，导致电器设备内部绝缘体破坏，保护监测装置失效，造成火灾、爆炸；另外，配电线路、开关、熔断器、插销座、电热设备、照明电器、电动机等均有可能引起电伤害，也可能成为火灾的引燃源。

（1）电气危害的主要表现形式

电气火灾危害；

电击触电危害。

（2）电气危害的主要原因

1）电器火灾产生原因

电器设备设计不合理、安装存在缺陷或运行时短路、过载、接触不良、铁芯短 路、散热不良漏电等导致过热；

电器具和照明灯具形成引燃源；

电火花和电弧。包括电器设备正常工作或操作过程中产生的电火花、电器设备或电气线路出现故障时产生的事故电火花、雷电放电产生的电弧、静电火花等。

2）电击危险因素产生的原因

电气线路或电气设备在设计、安装上存在缺陷，或在运行中，缺乏必要的检修 维护，使设备或线路存在漏电、过热、短路、接头松脱、短线碰壳、绝缘老化、绝缘击穿、绝缘损坏、PE线短线等隐患；

没有采取必要的安全技术措施（如保护接地、漏电保护、安全电压、等电位连接等），或安全措施失效；

电气设备运行管理不当，安全管理制度不完善；没有必要的安全组织措施；

专业电工或机电设备操作人员的操作失误，或违章作业等。

电气设备选型、电气线路设计不合理或安装存在缺陷；

电火花和电弧：电气设备正常工作或操作过程中以及故障时产生的电火花、雷电产生的电弧、静电火花等；

电气设备或电气线路短路、过载、过热、漏电、绝缘老化、绝缘损坏、绝缘击穿、接触不良、散热不良等；

没有设置必要的安全防护与技术措施如漏电保护、接地保护等或安全防护于技术措施失效；

管理制度及操作规程不健全；

工人违章作业或操作失误；

未按设备说明书或规程要求进行必要的检修维护。

没有设置警戒警示标志。

（3）电气危害的后果

电气火灾造成设备损坏及人员伤亡事故；

人员遭受电击引起痙挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心率不齐等，严重时引起窒息、心室颤动导致死亡；

对人体造成灼伤、烫伤、烧伤等伤害。

非煤矿山常见危险有害因素。

非煤矿山危险、有害因素——机械伤害

机械性伤害主要指机械设备运动(静止)部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等形式的伤害。各类转动机械的外露传动部分(如齿轮、轴、履带等)和往复运动部分都有可能对人体造成机械伤害。

同时机械伤害也是非煤矿山生产过程中最常见的伤害之一，易造成机械伤害的机械、设备包括：运输机械，掘进机械，装载机械，钻探机械，破碎设备，通风、排水设备，选矿设备，其他转动及传动设备。

非煤矿山危险、有害因素——粉尘和噪声

非煤矿山在生产过程中(如凿岩、爆破、铲装、放矿、运输和破碎等)会产生大量的粉尘，尾矿库也存在一定的粉尘。粉尘危害性大小与粉尘的分散度、游离二氧化硅含量、粉尘物质组成及粉尘浓度有关，一般随着游离二氧化硅含量和有害物质的增加而增大。不’同粒径的粉尘中，呼吸性粉尘对人的危害最大。人员长期吸人粉尘后，使肺组织发生病理学改变，因此丧失正常的通气和换气功能，严重损害身体健康。

噪声就是使人感到不愉快的声音，不仅对人体的听力、心理、生理产生影响，还可引起职业性耳聋，而且对生产活动也产生不利影响。在高噪声环境中作业，人的心情易烦躁，容易疲劳，反应迟钝，工作效率低，可诱发事故。噪声产生于物体的振动，振动是生产中常见的危险因素，它与噪声相结合作用于人体。振动可直接作用于人体，也可通过地板或其他物体作用于人体，按其作用部位可分为局部振动和全身振动。产生振动多见于使用风动工具、电动工具及其他有较强机械摩擦作用的地方。

在非煤矿山生产过程中，噪声与振动主要来源于气动凿岩工具的空气动力噪声，各设备在运转中的振动、摩擦、碰撞而产生的机械噪声和电动机等电气设备所产生的电磁辐射噪声。产生噪声和振动的设备和场所主要有：空压机和空压机泵房；通风机和通风机房；水泵和水泵房；绞车和绞车房；爆破作业场所；破碎设备和破碎作业场所；凿岩设备和凿岩工作面；运输设备和设备通过的巷道；装岩机和装岩作业场所；机修设备(如锻钎机)及机修车间等。

非煤矿山危险、有害因素——火灾

火灾具有突发性的特点，虽然存在有事故征兆，但由于监测、预测手段不完善，以及

人1门对火灾发生规律掌握不够等原因，火灾往往在人们意想不到的时候发生。火灾事故后果往往比较严重，容易造成重大伤亡，尤其是特大火灾事故。因此，必须加强对火灾事故的预防。

发生火灾事故的原因比较复杂，因为构成燃烧条件的三要素(着火源、可燃物、助燃物)普遍存在于人们的生产、生活中。例如，着火源有明火、化学反应热、物质的分解自燃、热辐射、高温表面、撞击或摩擦、电气火花、静电放电、雷电等多种；可燃物有各种可燃气体、可燃固体、可燃液体。非煤矿山火灾事故的一般原因有以下几个方面：

(1)生活和生产用火不慎。通过对大量火灾事故的调查和分析表明，有不少事故是由于操作者缺少有关的科学知识，在火灾险隋面前思想麻痹，存在侥幸心理，不负责任，违

(2)设备不良。如设计错误且不符合防火或防爆的要求，电气设备设计、安装、使用维护不当等。

(3)物料的原因。例如，可燃物质的自燃，各种危险物品的相互作用，机械摩擦及撞击生热，在运输装卸时受剧烈振动等。

(4)环境的原因。如潮湿、高温、通风不良、雷击、静电、地震等自然因素。

(5)管理的原因。

(6)建筑结构布局不合理，建筑材料选用不当等因素。

非煤矿山危险、有害因素——辐射

一般非煤矿山开采，即使不是生产铀等放射性矿石的矿山，都含有微量的放射性物质，如氡。氡的产生是226镭原子衰变的结果，这种衰变是自然发生的，人们无法控制这种衰变，因而氡的产生是连续的，氡从岩石里跑到空气中的过程也是连续的。氡进入人体的主要途径是呼吸道。吸人的氡经上呼吸道进入肺部，并通过渗透作用至肺泡壁溶于血液循环系统分布到全身，并积聚在含脂肪较多的器官或组织中，按其本身固有的规律进行衰变，损害肺部和上呼吸道，加速某些慢性疾病的发展，严重危害职工身体健康。

非煤矿山危险、有害因素——起重伤害

起重伤害是指各种起重作业(包括起重机安装、检修、试验)中发生的挤压、坠落、(吊具、吊重)物体打击和触电。

在非煤矿山生产过程中，选矿车问和机修车间存在大量的起重设备，发生起重伤害的几率比较大。其危害因素主要表现为牵引链断裂或滑动件滑脱、碰撞、突然停车等。由此引发的事故有毁坏设备、人员伤亡、影响生产等。起重伤害的一般原因有以下几个方面：超载；牵引链或产品未达到规定质量要求；无证操作起重设备或作业人员违章操作；开关失灵，不能及时切断电源，致使运行失控；操作人员注意力不集中或视觉障碍，不能及时停车；被运物件体积过大；突然停电；起重设备故障等。

在生产过程中，还存在压力容器爆炸、高温、腐蚀、雷击、地震、采光照明不良等危险、有害因素。

一、事故树分析（FTA）－定性分析

事故树定性分析就是对事故树中各事件不考虑发生概率多少，只考虑发生和不发生两

种情况。通过定性分析可以知道哪一个或哪几个基本事件发生，顶上事件就一定发生，哪一个事件发生对顶上事件影响大，哪一个影响少，从而可以采取经济有效的措施，防止事故发生。

事故树定性一分析包括求最小割集和最小径集，计算各基本事件的结构重要度，在此基础上确定安全防灾对策。

（1） 最小割集和最小径集

在事故树中，如果所有的基本事件都发生则顶上事件必然发生。但是在很多情况下并非如此，往往是只要某个或几个事件发生顶上事件就能发生。凡是能导致顶上事件发生的基本事件的集合就叫割集。割集也就是系统发生故障的模式。在一棵事故树中，割集数目可能有很多，而在内容上可能有相互包含和重复的情况，甚至有多余的事件出现，必须把它们除去，除去这些事件的割集叫最小割集。也就是说凡能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集。在最小割集里，任意去掉一个基本事件就不成其为割集。在事故树中，有一个最小割集，顶上事件发生的可能性就有一种。事故树中最小割集越多，顶上事件发生的可能性就越多，系统就越危险。

相反地，在事故树中，有一组基本事件不发生，顶上事件就不发生，这一组基本事件的集合叫径集。径集是表示系统不发生故障而正常运行的模式。同样在径集中也存在相互包含和重复事件的情况，去掉这些事件的径集叫最小径集。也就是说，凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫最小径集。在最小径集中，任意去掉一个事件也不成其径集。事故树有一个最小径集，顶上事件不发生的可能性就有一种。最小径集越多，顶上事件不发生的途径就越多，系统也就越安全。

上述所谓的集合，就是满足某种条件或具有某种属性的事物的全体。集合的每一个成员称为这个集合的元素。例如一个班级全体学生构成了一个集合，一个车队的全部汽车也构成一个集合。同样一个割集所包含的几个基本事件就组成一个集合，这个集合中的每个基本事件就是它的元素。集合一般用大写字母表示，而用其他字母或数字表示集合的元素。如：若a是集合A的一个元素，则记为aA（读作a属于A）。对一个集合的所有元素要用大括号括起来，例如，其集合含有1、2、3三个元素，这个集合就写成｛1，2，3｝或｛2，1，3｝或｛3，1，2｝等记号。一个最小割集如含有X1，X2两个基本事件，则记为｛X1，X2｝。

由于在事故树分析中，最小割集和最小径集非常有用，因此需要求出最小割集和最小径集。

（2） 最小割集和最小径集的求法

最小割集和最小径集求法有许多种，现只介绍布尔代数化简法和行列法。

① 最小割集求法。

a． 布尔代数化简法。

对比较简单的事故树可用此法求取，它主要利用布尔代数的几个运算定律，例如：

a） 结合律：

（a+b）+c=a+（b+c）

（a·b）·c=a（·b·c）

b） 交换律：

a+b=b+a a·b=b·a

c） 分配律：

a（·b+c）=（a·b）+（a·c）

a+（b·c）=（a+b）（a+c） ·

d） 等幂律：

a+a=a a·a=a

e） 吸收律：

a+a·b=a a（·a+b）=a

f） 互补律：

a+a′=1 a·a′=0

g） 对合律：

（a′）′=a

h） 德·莫根律：

（a+b）′=a′·b′ （a·b）′=a′+b′

注：1——表示全集，所谓全集是指一个集合中所有子集合的全体元素构成的集合。

0——表示空集，没有任何元素的集合，空集是每个集合的子集。

a′——补集，全集1中不属于集合A的元素的全体构成的集合称为A的补集。

子集——如果集合A的元素都是集合B的元素，则称A是B的子集，并记为（读作A被B包含或B包含A）

在一个系统中，不安全事件就是安全事件的补事件，不安全事故发生概率用P（S）表示，安全事件发生概率用P（S′）表示，P（S）+P（S′）=1

布尔代数法求最小割集的步骤是：

首先列出事故树的布尔表达式，即从事故树的第一层输入事件开始，“或门”的输入事件用逻辑加表示，“与门”的输入事件用逻辑积表示。再用第二层输入事件代替第一层，第三层输入事件代替第二层，直至事故树全体基本事件都代完为止。布尔表达式整理后得到若干个交集的并集，每个交集就是一个割集，然后再利用布尔代数运算定律化简，就可以求出最小割集。

所谓并集就是把两个集合A和B的元素合并在一起。如果合并后的元素构成的集合叫S，则S是A与B的并集，记为S=AB或S=A+B。

事故树中，或门的输出事件就是所有输入事件的并集。

若两个集合A和B有公共元素，则公共元素构成的集合P称为A与B的交集，记为P=AB或P=A·B。

事故树中，与门的输出事件就是其输入事件的交集。

下面以图2事故树为例，求最小割集。

图2 事故树图

T=AB=（X1+C）（X3+ X4）=（X1+ X2 X3）（X3+ X4

= X1 X3+ X2 X3 X3+ X1 X4+ X2 X3 X4

= X1 X3+ X2 X3+ X1 X4+ X2 X3 X4

= X1 X3+ X2 X3+ X1 X4

事故树经化简得到三个交集的并集，也就是说该事故树有三个最小割集：

K 1=｛ X1，X3｝，K 2=｛ X2 ，X3｝，K 3=｛ X1，X4｝

化简后的事故树，其结构如图3所示，它是图2的等效树。

图3 图2事故树的等效图

由图可见，用最小割集表示的事故树，共有两层逻辑门，第一层为或门，第二层为与门。由事故树等效树可清楚看出事故发生的各种模式。

再以图4为例，求事故树的最小割集。

图4 事故树图

T=AB=（X1+C）（X 2+D）a

=a（X1+ X2 X3）（X2+ X4 X5）

=a（X1 X2+ X2 X3 X2+ X1 X4 X5+ X2 X3 X4 X5）

=a X1 X2+a X2 X3+a X1 X4 X5+a X2 X3 X4 X5

=a X1 X2+a X2 X3+a X1 X4 X5

该事故树含有三个最小割集：

K1=｛a，X1，X2｝

K2=｛a，X2， X3｝

K3=｛a，X1， X4 ，X5｝

b． 行列法。

行列法是1972年由富赛尔（Fussel）提出的，所以又称富赛尔法。这种方法的原理是：从顶上事件开始，按逻辑门顺序用下面的输入事件代替上面的输出事件，逐层代替，直到所有基本事件都代完为止。在代替过程中，“或门”连接的输入事件纵向列出，“与门”连接的输入事件横向列出。这样会得到若干行基本事件的交集，再用布尔代数化简，就得到最小割集。

下面仍以图2所示的事故树为例，求最小割集：

从顶上事件T开始，第一层逻辑门为与门，与门连接的两个事件横向排列代表T；A下面的逻辑门为或门，连接X1，C两个事件，应纵向排列，变成X1B和CB两行；C下面的与门连接X2，X3两个事件；因此X2，X3写在同一行上代替C，此时得到二个交集X1B，X2 X3B。同理将事件B用下面的输入事件代入，得到四个交集，经化简得到三个最小割集。这三个最小割集是：

K1= ｛X1，X3｝，K2=｛ X1, X4｝，K 3=｛ X2，X3｝。

此法求得的结果与布尔代数法相同，但用手工计算，布尔代数法较为简单，这种方法适合于计算机编程求最小割集。

目前国内外已经开发出许多用计算机求得最小割集的程序，在此不一一叙述。

② 最小径集求法。

最小径集的求法是利和最小径集与最小割集的对偶性，首先画事故树的对偶树，即成功树。求成功树的最小割集，就是原事故树的最小径集。成功树的画法是将事故树的“与门”全部换成“或门”，“或门”全部换成“与门”，并把全部事件的发生变成不发生，就是在所有事件上都加“/”，使之变成原事件补的形式。经过这样变换后得到的树形就是原事故树的成功树。

这种做法的原理是根据布尔代数的德·摩根定律。例如图5所示的事故树，其布尔表达式为

T= X1+ X2 1

此式表示事件X1，X2任一个发生，顶上事件T就会发生。要顶上事件不发生，X1，X2两个事件必须都不发生。那么，在式1两端取补，得到下式

T′=（X1+ X2）′= X1′·X2′ 2

式2用图形表示就是图5，b是a的成功树。由图可见，图中所有事件都变化，逻辑门也由“或门”转换成“与门”。

图5 事故树变成功树示例

同理可知，画成功树时事故树的“与门”要变成“或门”，事件也都要变为原事件初的形式。如图6所示。

图6 事故树变成功树示例

条件与门、条件或门、限制门的变换方式同上，变换时把条件作为基本事件处理。

下面仍以图2事故树为例求最小径集。首先画出事故树的对偶树——成功树，如图7所示，求成功树的最小割集。

图7 图2事故树的成功树

T′=A′+B′=X 1′C′= X3′X4′

= X1′（X2′+ X3′）+ X3′X4′

= X1′X2′+ X1′X3′+ X3′X4′

成功树有三个最小割集，就是事故树的三个最小径集：

P 1=｛ X1，X2｝，P 2=｛ X1，X3｝，P 3=｛ X3， X4｝。

用最小径集表示的事故树结构式为：

T=（X1+ X2）（X1+ X3）（X3+ X4）

同样，用最小径集也可画事故树的等效树。用最小径集画图2事故树的等效树，结果如图8所示。

图8 图2 事故树的等效树

用最小径集表示的等效树也有两层逻辑门，与用最小割集表示的等效树比较，所不同的是两层逻辑门符号正好相反。

（3） 基本事件的结构重要度分析

结构重要度分析，就是不考虑基本事件发生的概率是多少，仅从事故树结构上分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度。

事故树是由众多基本事件构成的，这些基本事件对顶上事件均产生影响，但影响程度是不同的，在制定安全防范措施时必须有个先后次序，轻重缓急，以便使系统达到经济、有效、安全的目的。结构重要度分析虽然是一种定性分析方法，但在目前缺乏定量分析数

据的情况下，这种分析显得很为重要。

结构重要度分析方法归纳起来有两种，一种是计算出各基本事件的结构重要度系数，按系数由大到小排列各基本事件的重要顺序；第二种是用最小割集和最小径集近似判断各基本事件的结构重要度的大小，并排列次序。

下面介绍结构重要度系数的求取方法。

假设某事故树有几个基本事件，每个基本事件的状态都有两种：

1 表示基本事件状态发生

X=0 表示基本事件状态不发生

已知顶上事件是基本事件的状态函数，顶上事件的状态用表示，（X）=（X1，X2，X3，……Xn），则（X）也有两种状态：

1 表示顶上事件发生

X=0 表示顶上事件不发生

（X）叫做事故树的结构函数。

在其他基本事件状态都不变的情况下，基本事件Xi的状态从0变到1，顶上事件的状态变化有以下三种情况：

①（0 i，X）=0 （1 i，X）=0

则 （1 i，X）－（0 i，X）=0

不管基本事件是否发生，顶上事件都不发生；

②（0 i，X）=0 （1 i，X）=1

则 （1 i，X）－（0 i，X）=1

顶上事件状态随基本事件状态的变化而变化；

③（0 i，X）=0 （1 i，X）=1

则 （1 i，X）－（0 i，X）=0

不管基本事件是否发生，顶上事件都发生。

上述三种情况，只有第二种情况是基本事件Xi不发生，顶上事件就不发生，基本事件Xi发生，顶上事件也发生。这说明Xi基本事件对事故发生起着重要作用，这种情况越多，Xi的重要性就越大。

对有n个基本事件构成的事故树，n个基本事件两种状态的组合数为2n个。把其中一个事件Xi作为变化对象（从0变到1），其他基本事件的状态保持不变的对照组共有2n-1个。在这些对照组中属于第二种情况（（1 i，X）－（0 i，X）=1）所占的比例即是Xi基本事件的结构重要度系数，用I（i），可以用下式计算：

3下面以图9所示的事故树为例，说明各基本事件结构重要度系数的求法。

图9 事故树图

此事故树有五个基本事件，按照二进制列出所有基本事件两种状态的组合数，共有25=32个，这些组合列于表2。为便于对照，将32组分成左右两部分各占16组，然后根据事故树图或最小割集确定（0 i，X）和（1i，X）的值，以0和1两种状态表示。

表2 基本事件状态值与顶上事件状态值

由表可见，1在左半部的状态值都为0，右半部都为1，右半部和左半部对应找出（1i，X）－（0 i，X）=1的组合，共有7个。因此，基本事件X1的结构重要度系数。

基本事件X2在表中左右两侧，其状态值都分成上下两部分，每部分8组，在同一侧上部分对照找出（01i，X）－（0 i，X）=1的组合，只有1个，故同理可得出，，。

按各基本事件I（i）值的大小排列起来，其结果为：

I（1）= I（3）＞I（4）= I（5）＞I（2）

用计算基本事件结构重要度系数的方法进行结构重要度分析，其结果较为精确，但很繁锁。特别当事故树比较庞大，基本事件个数比较多时，要排列2n个组合是很困难的，有时即使用计算机也难以进行。

结构重要度分析的另一种方法是用最小割集或最小径集近拟判断各基本事件的结构重要度大小。这种方法虽然精确度比求结构重要度系数法差一些，但操作简便，因此目前应用较多。用最小割集或最小径集近似判断结构重要度大小的方法也有几种，这里只介绍其中的一种，就是用四条原则来判断，这四条原则是：

① 单事件最小割（径）集中基本事件结构重要度最大。

例如，某事故树有三个最小径集：P 1=｛ X1｝，P 2=｛ X2，X3｝，P 3=｛ X4， X5 ，X6｝。第一个最小径集只含一个基本事件X1，按此原则X1的结构重要系数最大。

I（1）＞I（i） i=2，3，4，5，6。

② 仅出现在同一个最小割（径）集中的所有基本事件结构重要度相等。

例如：上述事故树X2，X3只出现在第二个最小径集，在其他最小径集中都未出现，

所以I（2）= I（3）；同理，I（4）= I（5）= I（6）。

③ 仅出现在基本事件个数相等的若干个最小割（径）集中的各基本事件结构重要度依出现次数而定，出现次数少，其结构重要度小；出现次数多，其结构重要度大；出现次数相等，其结构重要度相等。

例如：某事故树有三个最小割集：

K1=｛ X1，X2，X3｝

K2=｛ X1，X3，X4｝

K3=｛ X1，X4，X5｝

此事故树有五个基本事件，都出现在含有三个基本事件的最小割集中。X1出现三次，X3、X4出现2次，X2、X5只出现1次，按此原则I（1）＞ I（3）= I（4） ＞I（2）= I（5）。

④ 两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割（径）集中，其结构重要系数依下列情况而定：

·若它们在各最小割（径）集中重复出现的次数相等，则在少事件最小割（径）集中出现的基本事件结构重要度大；例如：某事故树有四个最小割集：

K1=｛ X1，X3｝

K2=｛ X1，X4｝

K3=｛ X2，X4，X5｝

K4=｛ X2，X5，X6｝

X1、X2两个基本事件都出现两次，但X1所在的两个最小割集都含有2个基本事件，而X2所在的两个最小割集都含有3个基本事件，所以I（1）＞ I（2）。

·若它们在少事件最小割（径）集中出现次数少，在多事件最小割（径）集中出现次数多，以及其他更为复杂的情况，可用下列近似判别式计算：

4

式中 I（i）——基本事件Xi结构重要度系数的近似判别值，I （i）大则也大；

——基本事件Xi属于K j最小割（径）集；

n i——基本事件Xi所在最小割（径）集中包含基本事件的个数。

假设某事故树共有五个最小径集：

P1=｛ X1，X3｝

P2=｛ X1，X4｝

P3=｛ X2，X4，X5｝

P4=｛ X2，X5，X6｝

P5=｛ X2，X6，X7｝

基本事件X1与X2比较，X1出现二次，但所在的两个最小径集都含有2个基本事件；X2出现三次，所在的三个最小径集都含有三个基本事件，根据这个原则判断

由此可知，I（1）＞ I（2）。

利用上述四条原则判断基本事件结构重要度大小时，必须从第一至第四条按顺序进行，不能单纯使用近似判别式，否则会得到错误的结果。

用最小割集或最小径集判断基本事件结构重要度顺序其结果应该是一样的。选用哪一种要视具体情况而定。一般来说，最小割集和最小径集哪一种数量少就选那一种，这样对包含的基本事件容易比较。例如：图9事故树含四个最小割集，K1=｛ X1，X3｝，K2=｛ X1，X5｝，K3=｛ X3，X4｝，K4=｛ X2，X4，X5｝；三个最小径集，P 1=｛ X1，X4｝，P 2=｛ X1，X2，X3｝，P3=｛ X3，X5｝。显然，用最小径集比较各基本事件的结构重要度顺序比用最小割集方便。

根据以上四条原则判断：X1，X3都各出现2次，且2次所在的最小径集中基本事件个数相等，所以I（1）=I（3），X2，X4，X5，都各出现1次，但X2所在的最小径集中基本事件个数比X4、X5所在最小径集的基本事件个数多，故I（4）=I（5）＞ I（2），由此得各基本事件的结构重要度顺序为：

I（1）=I（3）＞ I（4）=I（5）＞ I（2）

在这个例子中，近似判断法与精确计算各基本事件结构重要度系数方法的结果是相同的。

分析结果说明：仅从事故树结构来看，基本事件X1和X3对顶上事件发生影响最大，其次是X4和X5，X2对顶上事件影响最小。据此，在制定系统防灾对策时，首先要控制住X1和X2二个危险因素，其次是X4和X5，X2要根据情况而定。

基本事件的结构重要度顺序排出后，也可以作为制定安全检查表、找出日常管理和控制要点的依据。

（4） 最小割集和最小径集在事故树分析中的作用

最小割集和最小径集在事故树分析中有非常重要的作用，归纳起来主要有以下几方面：

① 最小割集表示系统的危险性。

定义可知，事故树中有一个最小割集顶上事件发生的可能性就有一种，有几个最小割集顶上事件发生的可能性就有几种。事故树中最小割集越多，系统发生事故的途径越多，因而就越危险。

② 最小径集表示系统的安全性。

由最小径集定义可知，事故树中有一个最小径集，则顶上事件不发生的可能性就有一种，事故树中最小径集越多，说明控制顶上事件不发生的方案就越多，系统的安全性就越

高。

③ 最小割集可直观比较各种故障模式的危险性。

事故树中有一个最小割集，说明系统就有一种故障模式。在这些故障模式中，有的只含有1个基本事件，有的含有2个基本事件，还有的含有3个、4个甚至更多个基本事件。含有1个基本事件的最小割集，只要1个基本事件发生，顶上事件就会发生；含有2个基本事件的，必须2个基本事件同时发生，顶上事件才会发生。很显然，1个事件发生的概率要比2个事件同时发生的概率大得多，3个事件同时发生的概率就更少了。因此，最小割集含有的基本事件越小，这种故障模式越危险。只含1个基本事件的割集最危险。

④ 从最小径集可选择控制事故的最佳方案。

事故树中有一个最小径集，控制顶上事件不发生的方案就有一种。事故树有几个最小径集，使顶上事件不发生的方案就有几种。在这些方案中，选择哪一种最好，一般来说，控制少事件最小径集中的基本事件比控制多个基本事件省工、省时、经济、有效。当然也有例外，有时小事件径集中的基本事件由于经济或技术上的原因，难以控制，这种情况下应选择其他方案。

⑤ 利用最小割集和最小径集，可进行结构重要度分析。

⑥ 利用最小割集和最小径集可对系统进行定量分析和评价。

二、事故树分析（FTA）－基本程序和符号

（1） 事故树分析的基本程序

完整的事故树分析过程一般包括以下几个分析步骤：

① 确定和熟悉分析系统。在分析之前首先明确分析的范围和边界，系统内包含那些内容。特别是化工、石油化工生产过程都是连续化、大型化，各工序、设备之间相互连接，如不划定界限，得到的事故树会很庞大。之后要详细了解所要分析的对象，包括工艺流程、设备构造、操作条件、环境状况及控制系统和安全装置等。同时还要广泛搜集系统发生过的事故。在调查事故时尽量做到全面，不仅要掌握本单位的事故情况，还要了解同行业类似系统或设备以及国外事故资料，以便确定所要分析的事故类型含有哪些内容，供编事故树时进行危险因素分析。

② 确定顶上事件。在广泛搜集事故资料的基础上，确定一个或几个事故作为顶上事件进行分析。一个系统发生的事故可能会有多种，不可能也没有必要都进行事故树分析，一般选择发生可能性较大且能造成一定后果的那些事故作为分析对象。有些事故尽管不易发生，但是一旦发生造成严重的后果。为避免这类重大事故的发生。也常采用事故树分析法。有的事故虽然过去没有发生过，特别是新开发的或运转周期不长的系统，可根据物料性质、工艺条件、设备结构、人员操作水平、类似系统的经验等预想事故作为顶上事件。确定顶上事件时，要坚持一个事故编一棵树的原则且定义要明确，例如“加氢反应温度过高”，“氧气钢瓶超压爆炸”。而象“过程火灾”、“化工厂爆炸”这些事件就太笼统，无法向下分析。

③ 详细调查分析事故的原因。顶上事件确定之后，就要分析与之有关的各种原因事件，也就是找出系统的所有潜在危险因素和薄弱环节，包括设备元件等硬件故障、软件故障、人为差错以及环境因素，凡与事故有关的原因都找出来，作为事故树的原因事件，原因事件定义也要确切，简单扼要说明故障类型及发生条件，不能含糊不清。

④ 确定不予考虑的事件。与事故有关的原因有各种各样，但有些原因根本不可能发生

或发生机会很少，如导线故障、飓风、龙卷风等，编事故树时可不予考虑，但要事先说明。

⑤ 确定分析的深度。在分析原因事件时，要分析到哪一层为止，需事先明确。分析的太浅，可能发生遗漏；分析的太深，则事故树过于庞大繁锁。具体深度应视分析对象而定。对化工生产系统来说，一般只分析到泵、阀门、管道故障为止；电器设备分析到继电器、开关、马达故障为主，其中零件故障就不一定展开分析。

⑥ 编制事故树。从顶上事件开始，采取演绎分析方法，逐层向下找出直接原因事件，直到所有最基本的事件为止。每一层事件都按照输入（原因）与输出（结果）之间逻辑关系用逻辑门连接起来。这样得到的图形就是事故树图。要注意，任何一个逻辑门都有输入与输出事件，门与门之间不能直接相连。初步编好的事故树应进行整理和简化，将多余事件或上下两层逻辑门相同的事件去掉或合并。如有相同的子树，可以用转移符号表示省略其中一个，以求结构简洁、清晰。

⑦ 事故树定性分析。事故树画好后，不仅可以直观地看出事故发生的规律及相关因素，还能进行多种计算。首先可从事故树结构上求最小割集和最小径集，进而得到每个基本事件对顶上事件的影响程度，为采取安全措施的先后次序、轻重缓急提供依据。

⑧ 事故树定量分析。定量分析是系统危险性分析的最高阶段，是对系统进行安全性评价。通过定量分析可计算出事故发生的概率，并从数量上说明每个基本事件对顶上事件的影响程度，从而制定出最经济、最合理的控制事故方案，实现系统最佳安全的目的。

以上步骤不一定每步都做，要根据需要和可能而定。对生产岗位上供工人掌握操作控制要点用的，只要画出事故树图即可。而要进行定量分析，必须有各种元件故障率和人失误率数据，如数据缺乏则无法进行计算。

（2） 事故树的符合及意义

事故树是由一些符合构成的图形。这些符号根据功能可分成事件符合、逻辑门符号、转移符合三种类型。表1列出了一些常用符号及意义。

三、事故树分析（FTA）－概述

事故树分析（缩写为FTA）又称故障树分析，是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的作图分析法。这种方法是把系统可能发生的事故放在图的最上面，称为顶上事件，按系统构成要素之间的关系，分析与灾害事故有关的原因。这些原因，可能是其他一些原因的结果，称为中间原因事件（或中间事件），应继续往下分析，直到找出不能进一步往下分析的原因为止，这些原因称为基本原因事件（或基本事件）。图中各因果关系用不同的逻辑门联接起来，这样得到的图形象一棵倒置的树。

事故树分析法是60年代初由美国贝尔电话研究所在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性时开发出来的，取得了成功的经验。后相继被应用于航天航空工业及核动力工业的危险性识别和定量安全评价。1974年美国原子能委员会发表了关于核电站的危险性评价报告（即著名的拉斯姆逊报告）。该报告用事故树分析法从数量上说明了核电站的安全性，得到了世界各国的关注，并相继应用到其他工业。

我国在1978年天津东方化工厂首先将事故树分析法用于高氯酸生产过程中危险性分析，对减少和预防事故发生取得了明显的效果。之后很快在化工、冶金、机械、航空等工来部门得到了普遍的推广和应用。实践证明，事故树分析法是安全系统工程中重要的分析方法之一。它具有以下几个优点：

① 由于事故树分析法是采用演绎方法分析事故的因果关系，能详细找出系统各种因有的潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据。

② 能简洁、形象表示出事故和各种原因之间因果关系及逻辑关系。

③ 在事故树分析中，顶上事件可以是已经发生的事故，也可以是预想的事故。通过分析，找出原因，采取对策加以控制，从而起到预测预防事故的作用。

④ 事故树分析法既可以用于定性分析，也可用于定量分析。通过定性分析，确定各种危险因素对事故影响的大小，从而掌握和制定防灾控制要点；而定量分析，则能计算出顶上事件（事故）发生的概率，并可从数量上说明危险因素的重要度，为实现系统最佳安全目标提供依据。

⑤ 可选择最感兴趣的事故作为顶上事件分析，这和事件树不同，事件树是由一个故障开始，而引起的事故不一定是使用者最感兴趣的。

随着计算机技术的发展，用计算机画图及定性定量分析已成为现实，为事故树分析法的应用提供了科学手段。

但事故树分析法也存在着一些缺点，如：

① 要编好一棵事故树必须对系统非常熟悉和有丰富的经验，并且要准确的掌握好分析方法。即便如此，不同人编出的事故树其结果也不会完全相同。

② 对很复杂的系统，编出的事故树会很庞大，这给定性定量分析带来一定的困难，有时甚至计算机都难以胜任。

③ 要对系统进行定量分析，必须知道事故树中各事件的故障率，如果这些数据不准确则定量分析便不可能。

四、事故树分析（FTA）

事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的，或者已经有过统计或实验的结果。FTA一般可分为以下几个阶段：

（1） 选择合理的顶上事件，系统分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；

（2） 资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；

（3） 建造故障树，这是FTA的核心部分。通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；

（4） 对故障树进行简化或者模块化；

（5） 定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多地，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；

（6） 定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。

事故树分析方法可用于洲际导弹（核电站）等复杂系统和其它各类系统的可靠性及安全性分析、各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。

五、化学反应器火灾爆炸事故故障树分析研究

化学反应器是指用来进行物质化学反应的一类设备，常见的有发生器、反应釜、分解塔、合成塔、聚合釜等。化学反应器内的大多数反应是在高温、高压，甚至超高压条件下进行，参与反应的原料以及催化剂多为易燃、易爆物质，反应过程中稍有不慎就会引发火灾和爆炸，事故发生率高。化学反应器爆炸所产生的强大冲击波和有毒、易燃、易爆物料泄漏而引起的火灾易导致建筑物倒塌、人员大量伤亡，有的甚至引起连锁爆炸，将整个车间、厂区夷为平地。加强对化学反应器火灾爆炸事故的研究，对预防此类事故的发生十分重要。

一、化学反应器火灾爆炸事故类型分析

l.泄漏类火灾爆炸

泄漏类火灾与爆炸是指化学反应器因某种原因造成开放而使可燃物质泄漏到外部，遇点火源后引发的火灾爆炸。容器质量因素泄漏，如材料错误、品质不符、强度不足、加工焊接组装缺陷、结构缺陷、密封失效等；容器工艺因素泄漏，如高流速介质冲击磨损、反复应力作用、腐蚀破坏、蠕变失效、冷脆断裂、老化变质、内压超高等；外来因素破坏，如外来飞行物打击、施工破坏、基础下沉或倾斜等；操作失误引起泄漏，如错误操作阀门，不应开启的阀门开启后引起泄漏、对大于常压的设备未减压开启孔盖，违反操作规程，执行制度不严，工作现场检查不及时，设备不做定期维护，带病运转等。

2.反应失控类火灾爆炸

反应失控类火灾爆炸是由于反应放热速度超过散热速度，导致体系热量积累、温度升高、反应速度进一步加快、容器内压力过大，或者反应物料发生了分解、燃烧而引起的。反应失控类火灾爆炸发生的条件是：容器内存在放热的化学反应，反应生成热不能及时移出反应体系之外，系统内物料在高温下产生大量蒸气或反应生成大量气体，使蒸气压急剧上升，紧急处理系统失效，容器的安全泄压装置不能有敬泄压。

许多化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等反应都是放热量较大的反应。导致反应失控的原因有：反应热未能及时移出，反应物不能均匀分散和操作失误等；冷却剂选择不当、换热设备不能及时导出反应器中过多的热量、因器壁结垢传热效果变差，冷却剂供给设备发生故障等原因，都可能导致反应热未能及时移出；搅拌系统故障、物料粉碎度不够等则会使反应物料在器内分散不均匀，造成散热不良或局部反应过于剧烈而发生危险；违反生产操作规程、物料超装、原料含有能够引起放热的副反应或过反应的杂质、催化剂加入过多、原料配比、投料次序和时间不当、升温速度过快等原因均可引起物料化学反应的异常。

3.燃烧类火灾爆炸

燃烧类火灾爆炸是指化学反应器内的可燃物质，在某种火源作用下发生的着火爆炸事故。常见化学反应器燃烧类火灾爆炸的类型有：爆炸性混合气体的爆炸、气体分解爆炸、爆炸性物质的爆炸。

有些气态度应的原料混合气，其原料配比处在爆炸极限范围之内而具有爆炸性；例如丙烯氨氧化反应的丙烯与空气在原料总体积中分别占6.16％和67.7％，丙烯浓度已在爆炸

极限之内(其爆炸极限为2％-11％)。有的反应在接近爆炸极限的条件下进行，如氨氧化制稀硝酸，甲醇蒸气在空气中氧化，其配比接近爆炸极限，如果控制不当易形成爆炸浓度。反应容器内可燃气体或易燃液体蒸气未置换或置换不彻底也是形成爆炸性混合物的重要原因。设备负压吸入空气可形成爆炸性混合物。

有些气体，如乙炔气、乙烯气、环氧乙烷等，无须有助燃气体共存即可发生气体爆炸，这是因为气体本身能进行放热的分解反应，这种因为激烈地分解放热反应所造成的爆炸为气体分解爆炸。气体所处的压力越高，分解所需的激发能量越小，也越容易引起分解爆炸。

某些化工生产过程中，如果操作有误或工艺条件控制不当，就容易在反应容器内生产爆炸性敏感的副产物，并逐渐积累，当接受某种程度的激发能量时，就会突然发生爆炸。

4.自燃类火灾爆炸

管道内凝结的焦、炭等在高温高压下易自燃，引起燃烧或爆炸。在加工含硫原料油炼油厂的高压管线中，硫化亚铁是一种很常见的物质，它是铁锈和硫化氢发生反应的产物，设备停用后打开，以及维修之前，与空气接触就会迅速发生自燃。

管道内介质温度为超过自燃点的物质，泄漏出来与空气接触便会自燃。

5.破坏平衡类蒸气爆炸

破坏平衡类蒸气爆炸是指带压容器内液相与蒸气相之间的平衡状态遭到破坏时。液相因立即成为过热状态而急剧沸腾发生的蒸气爆炸。在高压的密闭容器内，液体温度与蒸气压之间可维持平衡，如果容器气相部分的壳体发生破裂，高压蒸气喷出，容器内压急剧下

降，使液相都分成为不稳定的过热状态。为了再次保持平衡，液体的一部分热量会转变为蒸发热，使部分液体变为常压沸点的蒸气，同时过热液体内部产生沸腾核，无数气泡增长，液体体积急剧膨胀，冲击器壁而呈现液击现象。器壁在承受这种数倍于最初蒸气压力的冲击下，容器的裂缝继续开裂扩大，或发生破坏性爆裂，器内液体瞬间大量喷出，呈现爆炸现象。显然，这种类型蒸气爆炸的发生条件是：器内液相部分处于过热状态，过热液体量大；器内液温与其常压沸点之间的温度差异大；器内液面上方气相空间的器壁有较大的裂缝，能使内压急剧下降。

被加热到其沸点以上高温下操作的反应液体，都存在着因容器破裂发生平衡破坏类蒸气爆炸的可能。反应容器受到来自外部的火焰烘烤或热辐射的加热，使容器内的液体温度升高，压力增大，形成过热液体或使过热液体温度进一步升高，当器壁气相部分再现裂纹时，会引起蒸气爆炸（见图1）。

图1 化学反应器火灾爆炸事故树图

6．热传递类蒸气爆炸

热传递类蒸气爆炸是指热量从高温物体急剧地向与之接触的低温液体传递，使低温液体由液相瞬间转化成气相而引起的爆炸。低温液体与高温物体接触时，在接触面上进行膜态沸腾，随着高温液体温度的下降，温差变小，当其进入转移区域时，沸腾由膜态沸腾向核态沸腾转移。此时，接触边界上的蒸气膜迅速消失，两种物体的表面直接接触，大量的热量从高温部分流进低温部分，使低沸点液体的接触部分变为过热状态。这种过热状态在开始急剧核态沸腾时即发生蒸气爆炸。

高温反应设备中冷却水突然进入，能够发生热传递类蒸气爆炸。在扑救高温加热炉、裂解炉的火灾中，盲目射水，特别是直流水，有引起蒸气爆炸的危险。

7．火灾爆炸事故连续发生

化学反应器由于反应失控引发火灾爆炸事故，容器破裂时，其内部压力往往高于大气压，有的可达3.0~10.0MPa或更高，器内液体呈过热状态，容器爆裂导致物料蒸气压的平衡状态被破坏，而发生由于不稳定的过热液体而引起的二次爆炸（平衡破坏类蒸气爆炸）；喷出来的反应物料迅速扩散，容器周围空间则被可燃液体的雾滴或蒸气所笼罩，如遇火源，会发生第三次爆炸（泄漏类火灾爆炸）。这三次爆炸往往在瞬间即可完成，但却是性质有所不同的相继出现的三种爆炸。

二、用故障树方法分析化学反应器火灾爆炸的概率和原因

1．故障树

反学反应器火灾爆炸事故的类型及其原因的逻辑关系可用图1所示的事故树进行分析。

2．最小割集分析

根据事故树求最小割集：

最小割集为：

3．基本事件的结构重要度（I）

根据各基本事件在最小割集中出现的频率，由近似判断法得出：

三．结论与讨论

1．事故树的最小割集有71项之多，只要其中一项发生，火灾爆炸就会发生，可以看出反应容器火灾爆炸发生的途径多，原因复杂，事故发生率多。

2．事故树的最小割集，反应失控类占44项，泄漏类占18项，燃烧类占5项，平衡破坏类占1项，热传递类占1项，说明反应失控类火灾爆炸发生的几率最大，泄漏类火灾事故爆炸次之，燃烧类火灾爆炸再次之。

3．引起泄漏类火灾爆炸事故的最小割集只含有2个基本事件，引起反应失控类火灾爆炸事故的最小割集含有3个基本事件，泄漏类火灾爆炸事故模式的危险性较大。

4．从结构重要度分析可知，引火源和激发能量对反应容器的火灾爆炸影响较大，应重点加以防范，同时也要加强对引起反应失控类、泄漏类、燃烧类、自燃类、热传递类、平衡破坏类火灾爆炸发生的基本事件加以控制，采取相应的安全措施，才能保证反应容器的安全运行。

六、事故树分析法（FTA）在煤气管道安全监控中的运用

一、新疆八一钢厂有关煤气管道现状

近年来，随着新疆八一钢铁集团有限责任公司（以下简称“八钢”）节能降耗步伐的加快和创建清洁生产型工厂工作的开展，1997年3月和1997年9月工业煤气工程及民用煤气工程先后投产，使焦炉产生的余气及高炉煤气经过净化、输送，储存在3座总容积为9万m3的煤气柜中，供生产、生活使用。工业用煤气是通过高炉、焦炉煤气先混合，后加压的工艺方式，经过管道输送给各轧钢加热炉、烧结、转炉、电炉及板簧厂等用户；民用煤气是通过焦炉煤气的洗萘塔和脱硫箱的再次净化，脱除煤气中硫化氢、萘等杂物，用罗茨风机将洁净的焦炉煤气升压后通过中压煤气管道送到设在生活区的3座调压站，压力调整后，通过布置在居民区的管网送至千家万户。从此“八钢”加热炉、锅炉、居民用燃料等全部实现煤气化，不仅减少了污染、保护了环境，而且还节约了大量用于采购燃油、燃烧的费用。

“八钢”工业用煤气管线横贯厂区，有的架空穿越公路上方，有的敷设地下。据统计，仅?800mm的管线就有近6000m；民用煤气则通过地下管网输送使“八钢”地区约19000户居民使用上了管道煤气。

煤气含有CO、CO2、N2、H2S等多种成份，是一种易燃、易爆、无色、有毒的气体，

若一旦发生煤气输送管道事故，就会造成严重的人员伤亡和生产事故。因此，对煤气输送管道的安全监控是实现煤气系统安全生产的关键。

二、新疆八－钢厂的典型煤气管道事故

新疆八一钢厂煤气管道事故发生的典型事故如下：

1.汽车司机违章，车厢未落撞断煤气管道

1997年9月3日，钢运公司自卸车驾驶员单某，在老焦化厂缷完料后，未检查车厢是否复位，就上路行驶，途中将老焦化厂路段上方正在送煤气的管道撞断，所幸未造成人员伤亡。

2.施工不精心，煤气从管道中外泄被引燃

1997年1月22日，“八钢”四管区某居民楼居民发现楼后空地上有一层约30cm高的蓝火，随人员走动而游浮飘动燃烧，报警后，经查是该栋楼附近的DN400煤气主管上的柔性密封胶圈压紧圈脱落，致使煤气外泄进入该楼后与煤气管道平行的暖气管沟中，冒出地面被引燃所致。

3.突然跳 电、水封冲破，火源引燃水封房

2004年11月2日，因转炉升级改造加固立柱时，包立柱的钢板被撑开，将2#连铸机电缆线平齐切断，造成短路，导致系统供电波动，高炉等系统跳电。煤气大放散时因停电失去控制，造成煤气管线压力升高，管线水封被冲开。煤气巡检人员赶到高炉和焦炉煤气共用的2#水封，在关闭房顶上的阀门时，从水封房西侧不远处正在铸铁的铸铁机处，飞

来红渣引燃水封房内泄漏的煤气，现场人员立即扑救并拨打“119”，火扑灭、未造成人员伤亡。

4.设计施工不合理，致使居民用气不稳定、不安全

在八钢工行住宅楼，因煤气进气主管设计排布在一楼营业厅楼顶，采用普通保温措施，冬季煤气管道随气温变化时而冻结、时而局部融化，造成居民使用煤气灶时，火焰时大时小，甚至熄火。

别外，因个别居民前引入的煤气管道，施工时坡度未调到位，近几年发生楼前管积水，尤其是到了冬季天气寒冷，管道堵塞，也使居民使用煤气灶时，火焰时大时小，极不稳定。

三、事故树分析法（FTA）的运用

针对煤气管道事故采用事故树分析（FTA）进行原因分析。

事故树分析（FTA）又称“故障树分析”，是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始，层层分析其发生原因，一直分析到不能再分解为止；将特定的事故和各层次原因（危险因素）之间用逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁的表达其逻辑关系（因果关系）的逻辑图形。

事故树分析的步骤包括：确定分析对象和要分析的各事件（顶上事件）；确定系统事故发生概率、事故损失的安全目标值；调查原因事件；编制事故树；在确定基本事件发生概率的基础上进行定性、定量分析。通过事故树分析，可以看出系统的变化过程，从而找出事故或故障发生的原因以及预防事故发生的途径。

1.编制事故树

针对煤气管线在运行过程中，曾经发生过的事故及可能由于受管道的初始缺陷、施工缺陷、腐蚀、管道超压、人为破坏等原因的影响，致使管线发生穿孔、开裂，造成煤气泄漏，发生人员中毒和燃烧爆炸事故。编制事故树如图1。

2.定性分析

对煤气管线事故运用FTA进行定性分析，首先要基本事件求出最小割集、最小径集，排出各基本事件的结构重要度顺序。

根据FTA图，用布尔代数简化法，求得最小割集如下：

由此可得到13个最小割集：

3.结构重要度分析

由上面最小割集可以看出各基本事件都只出现一次，因此，它们的结构重要度都相等，即：

由煤气管道泄漏事故树可知，任何一个基本事件都可能导致管道泄漏事故发生。因此，为防止泄漏事故出现，要避免管道的初始缺陷、施工缺陷、第三方破坏以及管线运行的超压和管道阀门处泄漏。

这就要求保证管道的制造、安装、施工的质量，考虑内外防腐措施，加强生产运行中管道的安全管理和生产工艺操作的控制。

四、结语

运用事故树分析法对煤气管道事故进行分析，是一种行之有效的技术。这一方法既可用于事故或故障发生的原因和条件分析，还可以更好地用于事故的预防。在安全生产管理中大力应用科学新技术、新方法，对于提高安全生管理水平和纯净有着十分重要的作用。

七、发生器（乙炔）火灾爆炸事故树分析——前言（1）

乙炔发生器是一种有火灾爆炸危险的设备。采用事故树分析法对电石入水式低压乙炔发生器火灾、爆炸事件进行分析，进而提出了相应的对策措施，为企业消除事故及安全生产提供可靠保障。

乙炔是一种无色的气体，俗称电石气，是最简单的炔烃。乙炔的用途很广，常见的溶解乙炔用于焊接或切割金属材料。目前国内溶解乙炔的生产主要采用电石法。电石法生产乙炔又可分为排水式、联合式、电石入水式和沉浮式等几种。乙炔发生器是利用电石和水相互作用制取乙炔的设备，是乙炔生产的关键设备。由于乙炔的危险性，乙炔发生器有燃烧爆炸危险。本文采用事故树分析法对电石入水式低压乙炔发生器火灾、爆炸事件进行分析，并提出相应的安全对策措施，为企业消除事故及安全生产提供可靠保障。

八、发生器（乙炔）火灾爆炸事故树分析——方法简介（2）

事故树（Fault Tree Analysis, FTA），也称故障树，是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。

事故树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故（不希望事件）的各种因素之间的逻辑关系，它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判断灾害、伤害的发生途径及与灾害、伤害之间的关系，提供一种最形象、最简洁的表达形式。

九、发生器（乙炔）火灾爆炸事故树分析——分析步骤（3）

事故树分析步骤见图1。

图1 FTA步骤

十、发生器（乙炔）火灾爆炸事故树分析——重点解决的技术问题（4）

1 绘制事故树

我在广泛收集、整理有关事故资料，认真消化了相关安全规程、操作规程和众多事故案例的基础上作出乙炔发生器发生爆炸事故树。

绘制事故树时，重点注意了以下问题：

（1）尽可能全面收集有关的事故案例及规程、标准。

（2）系统、全面地发掘事故的发生原因及事件相互间的逻辑关系。作图过程中充分尊

重生产、工艺、操作、安全等方面富有经验的同志的意见。

2 求最小割集

由于事故树较为复杂，计算最小割集时如全部具体到基本事件，则割集十分庞大，既不便于表达，也不便企业采取控制措施。因此，实际处理时本文视情况对事故树取到某一便于采取措施的中间事件作为基本分析单元。

3 结构重要度分析

结构重要度分析，是从事故树结构上分析各基本事件（这里指基本分析单元）的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率，或者说假定各基本事件的发生概率都相等的情况下，分析各基本事件的发生对顶上事件发生所产生的影响程度。

4 控制措施

从理论上讲，每一组最小割集是反映事故树中可能引起顶上事件发生的一个基本事件组合，据此可有的放矢地制定预防控制措施，但因FTA推出的割集往往数目繁多，实际无法根据它们将应采取的所有措施一一列出。因此，根据目前所掌握的情况，考虑安全生产管理的实际状况及实施的验易程度，针对一些较为重大的问题提出了控制措施。

十一、发生器（乙炔）火灾爆炸事故树分析——事故树分析（5）

1事故树

乙炔发生器发生爆炸事故树见图2。

图2 乙炔发生器发生爆炸事故树

（续）

续图2 乙炔发生器发生爆炸事故树

事故树图例及基本事件含义如下：

□顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下分析的事件：

○基本事件符号、不能往下分析的事件；

◇正常事件；

2 最小割集

采用布尔代数对事故树进行简化，得到如下50个最小割集：

（X1，B1），（X1，B2），（X1，B3），（X1，B4），（X1，B5），（X2，B1），（X2，B2），（X2，B3），（X2，B4），（X2，B5），（X3，B1），（X3，B2），（X3，B3），（X3，B4），（X3，B5），（X4，B1），（X4，B2），（X4，B3），（X4，B4），（X4，B5），（X5，B1），（X5，

B2），（X5，B3），（X5，B4），（X5，B5），（X6，B1），（X6，B2），（X6，B3），（X6，B4），（X6，B5），（X7，B1），（X7，B2），（X7，B3），（X7，B4），（X7，B5），（X8，B1），（X8，B2），（X8，B3），（X8，B4），（X8，B5），（X9,X11），（X11,X10），（X12），（X13）（X15），（X16），（X17），（X18），（X19），（X20）

每一个最小割集代表一个事件可能发生的模式。

3 结构重要度分析

I11=I12=I13=I14=I15=I16=I17=I18=I19=I20=1

I1=I2=I3=I4=I5=I6=I7=I8=2.5

I(B1)=I(B2)=I(B3)=I(B4)=I(B5)=4

I9=0.5

得到结构重要度顺序为：I(B1)= I(B2)= I(B3)=I(B4)=I(B5)＞I1= I2= I3=I4=I5=I6=I7=I8＞I12=I13= I14= I15=I16=I17=I18=I19=I20＞I9

这个顺序说明明火、静电火花、电火花、撞击火花、雷击火花等因素的结构重要度最大，其次为空气通过各种途径进入乙炔反应器或乙炔通过各种途径泄漏等因素的结构重要度较大，需要我们采取针对措施，防止事故发生。

4 事故预防措施

为防止事故的发生，提出以下预防措施：

（1）乙炔发生间所有电气必须采用防爆型，防爆等级应达到dⅡCT2(B4d)级；

（2）生产区内严禁烟火，严格执行动火制度；

（3）为防止爆炸性气体的形成，开车前应用氮气置换系统，检修动火前也应采用氮气进行系统置换。

（4）定期检测，保证防静电、防雷设施的可靠性；

（5）乙炔发生器各种安全附件应保持完好；

（6）禁止使用含铜工具，与乙炔接触的仪表含铜量不应超过70％，禁止使用水银温度计；

（7）严把电石质量关，粒度过小，硫磷含量过高的电石不得投入使用；

（8）为防止撞击火花的产生，加料时动作应轻缓，防止电石、矽铁与器壁碰撞，禁止使用铁制器具敲打设备管道，禁止穿带铁钉鞋。