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事故树分析案例起重作业事故树分析一、概述在工矿企业发生的各种类型的工伤事故中，起重伤害所占的比例是比较高的，所以，起重设备被列为特种设备，每二年需强制检测一次。本工程在施工安装、生产检修中使用起重设备。伤害事故的因素很多，在众多的因素中，找出问题的关键，采取最有效的安全技术措施来防止此类事故的发生，最好的方法是对起重机事故采取事故树分析方法，现对“起吊物坠落伤人”进行事故树分析。二、起重作业事故树分析1、事故树图图6-2起吊物坠落伤人事故树T——起重物坠落伤人；A1——人与起吊物位置不当；A2——起吊物坠落；T·A1+B1+B2+X1X2X3X4A2+B3+X5C1+B4+X1C2+X16X17B5+X18X19B6+X20X21C3+X22X23B7+X24X25B8+X26X27B9+X28X29D3+X13X14D1+X6X7X8D2+X10X9X11X12aB1——人在起吊物下方；B2——人距离起吊物太近；B3——吊索物的挂吊部位缺陷；B4——吊索、吊具断裂；B5——起吊物的挂吊部位缺陷；B6——司机、挂吊工配合缺陷；B7——起升机构失效；B8——起升绳断裂；B9——吊钩断裂；C1——吊索有滑出吊钩的趋势；C2——吊索、吊具损坏；C3——司机误解挂吊工手势；D1——挂吊不符合要求；D2——起吊中起吊物受严重碰撞；X1——起吊物从人头经过；X2——人从起吊下方经过；X3——挂吊工未离开就起吊；X4——起吊物靠近人经过；X5——吊钩无防吊索脱出装置；X6——捆绑缺陷；X7——挂吊不对称；X8——挂吊物不对；X9——运行位置太低；X10——没有走规定的通道；X11——斜吊；X12——运行时没有鸣铃；X13——司机操作技能缺陷；X14——制动器间隙调整不当；X15——吊索吊具超载；X16——起吊物的尖锐处无衬垫；X17——吊索没有夹紧；X18——起吊物的挂吊部位脱落；X19——挂吊部位结构缺陷；X20——挂吊工看错指挥手势；X21——司机操作错误；X22——行车工看错指挥手势；X23——现场环境照明不良；X24——制动器失效；X25——卷筒机构故障；X26——钢丝磨损；X27——超载；X28——吊钩有裂纹；X29——超载2、计算事故树的最小割集、最小径集，该事故树的结构函数为：T=A1A2式(1)=(B1+B2)·(B3+B4+B5+B6+B7+B8=B9)=[(X1+X2)+(X3+X4)]·[(X5·C1)+(X15+C2)+(X18+X19)+(X20+X21+C3)+(X24·X25)+(X26+X27)+(X28+X29)]=(X1+X2+X3+X4)·[X5·(D1+aD2+D3)+X15+(X16+X17)+(X18+X19)+X20+X21+(X22+X23)+X24·X25+X26+X27+X28+X29]=(X1+X2+X3+X4)·[X3·(X6+X7+X8+aX9+aX10+aX11+aX12+X13·X14+X15+X16+X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27+X28)]=X1X5X6+X1X5X7+X1X5X8+aX1X5X9+aX1X5X10+aX1X5X11+aX1X5X12+X1X5X13X14+X1X15+X1X16+X1X17+X1X18+X1X19+X1X20+X1X21+X1X22+X1X23+X1X24+X1X25+X1X26+X1X27+X1X28+X2X5X6+X2X5X7+X2X5X8+aX2X5X9+aX2X5X10+aX2X5X11+aX2X5X12+X2X5X13X14+X2X15+X2X16+X2X17+X2X18+X2X19+X2X20+X2X21+X2X22+X2X23+X2X24X25+X2X26+X2X27+X2X28+X3X5X6+X3X5X7+X3X5X8+aX3X5X9+aX3X5X10+aX3X5X11+aX3X5X12+X3X5X13X14+X3X15+X3X16+X3X17+X3X18+X3X19+X3X20+X3X21+X3X22+X3X23+X3X24+X3X25+X3X26+X3X27+X3X28+X4X5X6+X4X5X7+X4X5X8+aX4X5X9+aX4X5X10+aX4X5X11+aX4X5X12+X4X5X13X14+X4X15+X4X16+X4X17+X4X18+X4X19+X4X20+X4X21+X4X22+X4X23+X4X24X25+X4X27+X4X28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。因此，了解哪些基本事件的组合对顶上事件发生具有较大影响，这对有效地、经济地预防事故的发生是非常重要的。事故树分析中的割集(K)就是系统发生事故的模式，引起顶上事件发生的最小限值的割集。每一最小割集是表示顶上事件发生的每一种可能性。事故树最小割集越多，顶上事件发生的可能性就越大，系统就越危险。式(1)为事故树的最小割集表达式，最小割集共有84个，即：K1={X1,X5,X16}K84={X4,X28}从式(1)中可以看出，“起吊物坠落伤人”事故的最小割集有84个，说明起重机械发生吊物坠落伤人的可能是非常多的。如果不采取必要的安全技术措施，这样的系统是不能被接受的。事故树分析中的径集(G)就是系统防止事故的模式，避免顶上事件发生的最低限度的径集称最小径集。每一个最小径集表示每一种防止顶上事件发生的途径。事故树中最小径集越多，顶上事件发生的可能性就越上，系统就越安全。根据布尔代数化简式(1)可得：T=G1G2G3G4G5G6G7G8G9G10G11事故树的最小径集(GI)为：G1={X1,X2,X3,X4}G2={X5,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X26,X27,X28}G3={X5,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X25,X26,X27,X28}G4={a,X6,X7,X8,X13,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X26,X27,X28}G5={a,X6,X7,X8,X13,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X25,X26,X27,X28}G6={X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X26,X27,X28}G7={X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X25,X26,X27,X28}G8={a,X6,X7,X8,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X25,X26,X27,X28}G9={a,X6,X7,X8,X13,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X26,X27,X28}G10={a,X6,X7,X8,X10,X11,X12,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X24,X25,X27,X28}G11={X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X25,X26,X27,X28}。从式(2)中看出，该事故树的最小径集有11个，说明要预防起吊物坠落伤人就必须从11条途径进行考虑。3、基本事件结构重要度分析如何辨识各基本事件的发生对顶上事件发生的影响就必须对事故树进行基本事件的重要度分析。重要度分析方法有多种，其中不考虑基本事件发生的概率，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重要程度的方法称基本事件的结构重要度分析研究。精确计算各基本事件结构重要度系数工作量很大，通常是通过估算来求得系数。I(i)=∑-----或I(i)=∑-----式(3)XЄk12n-1XЄg12n-1式中I(i)为基本事件Xi近似判别值；ni为基本事件Xi所在最小割(径)集中包含基本事件的个数。通过式(3)计算得：I1=I2=I3=7.825I5=5.5I6=I7=I8=1I9=I10=I11=I12=0.5；I13=I14=0.5I15=I16=I17=I18=I19=I20=I21=I22=I23=I26=I27=I28=2；I24=I25=1。则各基本事件结构重要排序为：I1=I2=I3=I4I5I15=I16=I17=I18=I19=I20=I21=I22=I23=I26=I27=I28I6=I7=I8I24=I2511I9=I10=I11=I12=I13=I14式(4)式(4)说明：从事故树结构分析基本事件Xi，对顶上事件的发生影响很大：基本事件X5其次：X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22,X23,X27,X28影响也比较大。也就是说吊物从人头顶经过，人从吊物下经过，挂工未离开就起吊，起吊物靠近人经过、吊钩无防吊索脱出装置这五个基本对造成吊物坠落伤人事故的发生影响最为重要。事故树结构上看，要避免顶上事件发生，最佳的做法就是根据基本事件结构重要度数系数大小依次采取措施如果各基本事件的发生概率有差别，则需要作概率重要度分析和临界重要度分析。4、预防事故模式如前所述、事故树表达式中的每一个最小径集就是系统有效防止事故的一种模式。最小径集中基本事件较少的，则预防最为有效。由式(2)T=G1G2G3G4G5G6G7G8G9G10G11可知：T由11个最小径集构成，因此预防事故模式就有11种。最小径基本事件最少的是G1，使得G1=0，则为最佳的预防事故模式。G1=0的条件是X1，X2，X3，X4同时为0，即基本事件X1，X2，X3，X4都不发生。因此，只要避免吊物从人头顶经过、避免人体从吊物下经过，避免挂吊工未离开就起吊，避免起吊物靠近人经过，就能避免起吊物伤人的发生。G2-G11中基本事件相对比较，预防事故要采取的措施相对要多一些。经过分析这些基本事件可分为四类。第一类为起重设备及环境设施缺陷基本事件有：X5、X23；第二类为起重设备设施的维修、保养缺陷基本事件有：X14、X17、X24、X25、X26、X28第三类为操作人员技能缺陷基本事件有：X6、X7、X8、X13、X20、X21、X22第四类为违章作业基本事件有：X9、X10、X11、X12、X15、X16、X17、X18、X27、X29因此，只要确保起重设备、设施和工作环境完整和完好，起重司机和挂吊工培训后持证上岗，杜绝违章作业就能避免起吊物坠落，也就不会发生伤人事故。G1=0与G2=0(G3=0，或G11=0)这两类预防事故模式比较而言，G1=0比较容易做到，其效果避免伤人事故；后一模式要求比较多，但其效果是不但避免了伤人，而且避免了起吊物坠落造成的设备事故和财产损失。结果分析及安全对策1、“起吊物坠落伤人”事故树的最小径集有84个，说明起重系统发生事故的可能性是非常大的，需要采取必要的安全技术措施。2、事故树的最小径集有11个，说明要预防起吊物坠落伤人就必须从11条途径进行考虑，避免任何一个最小径集中每一个基本事件的发生即为预防事故的一种模式。3、通过基本事件结构重要度分析，基本事件X1、X2、X3、X4、X5对顶上事件的发生影响最大；X15、X16、X17、X18、X19、X20、X22、X23、X26、X27、X28影响也较大。4、预防“起吊物坠落伤人”事故的最佳模式是X1=X2=X3=X4=0即避免起吊物从人头顶经过，避免人从吊物下经过，避免挂吊物坠落伤人事故的发生。5、预防“起吊物坠落伤人”事故的最佳模式是：确保起重设备设施和工作环境完好，起重司机和挂吊工培训后持证上岗，杜绝违章作业。6、建立起重作业安全对策检查项目①严禁吊物从人头顶经过或人从吊物下经过；②起吊时人与吊物距离不得太近；③所有