安全科学原理-.

,安全科学原理,主要内容,安全科学是一门专门研究安全的本质及其运动、转化规律与保障条件的科学。,安全科学,目的,任务,研究对象,主要是人类技术系统领域的灾害事故,宏观上-安全理论与策略,研究对象,微观上-安全手段和方法,人类的生产、生存和生活活动,特点,综合性和交叉性。涉及数、理、化、天文、地理、生物、经济、法学、管理、教育等自然科学和社会科学知识，形成了大量的安全科学与相关学科的交叉学科。,保护人的安全与健康，避免财产的损失，保障技术功能和环境的安全,内容,安全科学的产生和发展,远古时代,我国古代,到了18世纪中叶,21世纪,利用石器和木器制造了作为狩猎(即生产)和自卫(即安全)的工具,青铜冶铸及其安全防护技术都已达到了相当高的水平,工业革命，劳动生产率空前提高,人机环境联系越发紧密。各种体系的建设，更加以人为本,安全科学的属性,安全条件与自然科学有关,安全机制与人体科学和思维科学有关,安全管理与系统科学和社会科学有关,安全与危险的统一性和矛盾性,安全的相对性,危险的绝对性,安全与危险是一对矛盾，具有矛盾的所有特性,安全科学的学科体系,安全学科与其他学科的关系,综合特性,事故概念,事故是系统运行过程中发生的意外的、突发的事件的统称,所谓系统，指由相互间具有有机联系的组成部分结合而成的一个能完成特定功能的整体。,事故,系统,事故特征,事故是在系统运行过程中发生的,事故是意外的突发事件，属于随机事件,事故是一个动态过程，有萌发、发展、突发3个阶段,事故的发生有它的必然性,事故的发生规律,事故的发生规律,事故多发时间,节假日及其前后：节假日及其前后，操作人员思想受干扰多，工作时注意力容易分散,交接班前后：交接班前后的一个邻近时间段，有人称之为“注意力低峰”,凌晨04:0006:00通常人在凌晨是最发困的时候，思想较难集中,事故多发季节,触电事故多发生在夏季；雷击事故多发生在春夏之交雷雨季节；火灾事故多发生在秋冬季,事故的多发作业,（1）高处作业。（2）地下作业。（3）带电作业。（4）高速转动作业。（5）有污染的作业。（6）在交叉路口、陡坡、急转弯、闹市区行车。（7）复杂操作。（8）单调的监控作业。,事故发生周期,容易发生在人处于自己生物节律的临界期或低潮期,事故发生率随时间的变化往往呈波动性,三、安全与事故的关系新发生的、不可预见的意外事故是不可避免的之外，而社会中绝大多数事故，即社会中重复发生的同类事故，均是可以避免的。只要人们能认识掌握安全与事故的运动规律和预防、控制事故的规律，把传统的事后管理转到事故发生之前，从本质上对事故进行超前有效预防和控制，社会中绝大多数事故是可以避免的。自然生存规律、发展变化规律和事故的统计规律,1.安全与事故的自然生存规律,安全与事故的自然生存规律，是指安全与事故普遍存在于自然界和人类社会活动之中，具有与客观事物规律相依而生的自然属性。,人们对安全、隐患、事故的认识处于感性认识阶段，并没有揭示出安全、隐患、事故的本质。,2.安全与事故的发展变化规律,安全与事故的发展变化规律，是指在生产系统中，安全与事故既相互联系，又相互排斥，并在一定条件下相互转化，且具有促进客观事物向高层次发展的社会属性。,安全与隐患、事故是对立统一的，三者随着生产实践规律运动与异常运动在不断地发生变化。,图2-1安全、隐患、事故关系示意图,是指生产实践规律运动，即安全占有的范围；外圆与内圆之间的月牙部分是指生产实践异常运动，即隐患占有的范围；月牙下部的弓形是指生产实践发生的异常灾变，即事故占有的范围,事故的统计规律,三角形规律,也称海因利奇法则，其意义并不在于指导人们：要消除重伤事故，必须从消除大量的无伤害事件着手,设备故障的浴盆曲线,一、早期事故致因理论1919年，英国的格林伍德（M.Greenwood）和伍兹（H.H.Woods）对许多工厂事故进行了统计分析，发现工人中的某些人更容易发生事故。（重点人）美国的法默（Farmer）提出事故频发倾向理论：认为工厂中少数人具有稳定的、内在的、容易发生事故的倾向。最著名的美国安全工程师海因里希（W.H.Heinrich）的因果连锁理论（也称多米诺骨牌理论）。,海因里希,其中以海因里希的事故因果链理论最为著名：事故因果链模型共包括事故的基本原因、事故的间接原因、事故的直接原因、事故、事故后果五个互为因果的事件。,图2-3事故因果连锁,海因里希最初提出的事故因果连锁的五个事件如下:,遗传及社会环境,人的缺点,人的不安全行为或物的不安全状态,事故,伤害,图2-4博德事故因果连锁原理,在海因里希事故因果链模型的基础上，博德提出了反映现代安全观点的事故因果链模型(见图2-4)。,博德事故因果连锁中最具特色的是把事故的根本原因归结于管理失误,图2-5事故连锁模型,二、二次世界大战后的事故成因理论1961年吉布森（Gibson）、1966年哈登（Hadden）等人提出了解释事故发生机理的能量意外释放论，认为事故是一种不正常的或不希望的能量释放。美国矿山局的札别塔基斯（MichaelZabetakis）依据能量转移理论建立了新的事故因果链模型。（1）事故（2）不安全行为和不安全状态,（3）基本原因包括以下3个方面的问题1.企业领导者的安全政策及决策。2.个人因素。3.环境因素。,图2-6能量转移理论观点的事故连锁模型,防止能量或危险物质意外释放、避免人员伤害或财物损失的主要技术措施,用安全的能源代替不安全的能源,限制能量,防止能量蓄积,缓慢地释放能量,采取防护措施,在时间上或空间上把能量与人隔离,信息形式的屏蔽,四、现代系统安全理论20世纪50年代后，随着战略武器的研制、宇宙开发和核电站的建设等作为现代科学技术标志的复杂巨系统相继问世，以瑟利、安德森为代表的众多学者提出了系统安全理论。,综合论事故模型,一、事故可预防性理论现代工业生产系统是人造系统，这种客观实际给预防事故提供了基本的前提。所以说，任何事故从理论和客观上讲都是可预防的。认识这一特性，对坚定信念、防止事故发生有促进作用。因此，人类应该通过各种合理的对策和努力，从根本上消除事故发生的隐患，把工业事故的发生降低到最小限度。,二、事故的宏观战略预防对策1.安全法制对策,职业安全卫生的法制对策是通过如下几方面的工作来实现的。,职业安全卫生责任制度,实行强制的国家职业安全卫生监督,建立健全安全法规制度,有效的群众监督,2工程技术对策工程技术对策是指通过工程项目和技术措施实现生产的本质安全化，或改善劳动条件提高生产的安全性。在具体的工程技术对策中，可采用如下技术原则：,（7）时间防护原则（8）薄弱环节原则（9）坚固性原则（10）个体防护原则（11）代替作业人员的原则（12）警告和禁止信息原则,（1）消除潜在危险的原则（2）降低潜在危险因素数值的原则（3）冗余性原则（4）闭锁原则（5）能量屏障原则（6）距离防护原则,3安全管理对策安全管理是通过制定和监督实施有关安全法令、规程、规范、标准和规章制度等规范人们在生产活动中的行为准则，使劳动保护工作有法可依、有章可循，用法制手段保护职工在劳动中的安全和健康。4安全教育对策,三、人为事故的预防1人为事故的规律在生产实践活动中，人既是促进生产发展的决定因素，又是生产中安全与事故的决定因素。,事故因素中，安全意识90%，技术水平10%。意识决定行为，行为决定习惯，习惯决定素质，素质决定命运。,在掌握了人们异常行为的内在联系及其运行规律后，为了加强人的预防性安全管理工作，有效预防、控制人为事故，我们可从以下4个方面入手：（效预防人为事故，必须做好劳动者的表态安全管理。（2）要想有效预防、控制人为事故，必须做好劳动者的动态安全管理。（3）要想有效预防、控制人为事故，还要做好劳动环境的安全管理。（4）要想有效预防、控制人为事故，还要解决好安全管理中存在的问题。,2强化人的安全行为，预防事故发生,强化人的安全行为，预防事故发生，是指通过开展安全教育提高人们的安全意识，使其产生安全行为，做到自我预防事故的发生。主要应抓住两个环节：一要开展好安全教育，提高人们预防、控制事故的自为能力；二要抓好人为事故的自我预防。,3改变人的异常行为，控制事故发生要改变人的异常行为，控制事故发生，主要有如下5种方法。（1）自我控制（2）跟踪控制（3）安全监护（4）安全检查（5）技术控制,四、设备因素导致事故的预防设备与设施是生产过程的物质基础，是重要的生产要素。设备因素导致事故的预防研究应集中于4方面：,设备故障及事故的原因分析,设备导致事故的预防、控制要点,设备的检查、修理及报废,设备因素与事故的规律,五、环境因素导致事故的预防1环境与事故的规律环境:指生产实践活动中占有的空间及其范围内的一切物质状态。环境包括的内容，依据其导致事故的危害方式分为如下内容:环境中的生产布局，地形、地物等；环境中的温度、湿度、光线等；环境中的尘、毒、噪声等；环境中的山林、河流、海洋等；环境中的雨水、冰雪、风云等。2环境导致事故的预防、控制要点应做好如下工作：运用安全法制手段加强环境管理，预防事故的发生；治理尘、毒危害，预防、控制职业病发生；应用劳动保护用品，预防、控制环境导致事故的发生；运用安全检查手段改变异常环境，控制事故发生。,系统,由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能有机整体。,系统特征,整体性,相关性,目的性,有序性,环境适应性,安全系统工程,安全系统工程（SafetySystemEngineering）是采用系统工程的基本原理和方法，预先识别、分析系统存在的危险因素，评价并控制系统风险，使系统安全性达到预期目标的工程技术,安全系统工程的发展特征,自1947年9月，美国航空科学院报导了一篇题为“安全工程”的论文，最早提出系统安全概念以来，安全系统工程领域不断发展，其过程体现了一些主要特征：,安全系统工程是在事故频繁发生的逼迫下产生的,现代科学技术的发展为安全系统工程的产生提供了必要条件,美国导弹技术的开发促使安全系统工程的诞生,安全系统工程不仅包括分析与评价技术，也包括管理科学内容,安全系统工程的内容,系统安全分析,对系统进行深入、细致分析，充分了解和查明系统存在的危险性，估计事故发生的概率和可能产生伤害及损失的严重程度，为确定出哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据,系统安全评价,安全评价是对系统的危险性进行定性和定量分析，得出系统发生危险的可能性及其程度的评价，以寻求最低事故率、最小的损失和最优的安全投资效益。安全评价可分为定性安全评价和定量安全评价两大类。,安全预测,安全系统工程研究对象,（1）人子系统人的生理、心理，人的安全行为；,（2）机器子系统不仅从工件的形状、大小、材质及其可靠性方面研究，还要考虑其对人的要求和从人的角度对机器的要求出发进行研究（人机的配合）；,（3）环境子系统考虑环境的理化因素和社会因素。,1.系统安全分析的主要内容：系统安全分析主要是对系统危险因素进行分析，分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系。（1）对可能诱发或直接导致事故的因素及其相互关系进行分析；（2）对系统有关的环境条件、设备、人员等因素进行分析；（3）对保障安全生产的措施进行分析(面向危险因素)；（4）对事故后果进行分析；（5）对安全防护措施进行分析(面向人员)。,2.常用的系统安全分析方法有：（1）安全检查表（2）预先危险分析（3）故障类型、影响和危险度分析（4）危险和可操作性研究（5）事件树分析（6）事故树分析（7）系统可靠性分析（8）原因-后果分析,事故树分析程序,事故树分析（FaultTreeAnalysis，简称FTA），又称故障树分析，是一种演绎推理法，把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因。它不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强。,确定顶上事件,理解系统,构造FTA,改善系统,调查事故原因,确定目标、给出概率数据,技术资料,反馈修正,事故树的编制举例（构造FTA）,1989年8月12日9时55分，青岛黄岛油库的原油罐群因雷击发生爆炸起火。这场事故造成5个油罐报废，4万吨原油燃烧，损失1401万元，19人死亡，,74人受伤。残火至16日才全部扑灭。,2005.12.11英国首都伦敦西北部的赫默尔亨普斯特德镇的油库爆炸，造成36人受伤,采用事故树分析方法，建立油库静电爆炸事故树。,油库静电爆炸,达到爆炸极限,油气积聚,静电火花,油罐静电放电,人体静电放电,穿化纤衣服,接近导体,油气挥发,库区通风不畅,静电积聚,飞溅油与空气摩擦,油液流速高,油液冲击器壁,管道内壁粗糙,接地不良,接地线损坏,未设接地,接地电阻不符,T:油库静电爆炸a1:达到爆炸极限A1:静电火花A2:油气达到可燃浓度A3:油库静电放电A4:人体静电放电A4:静电积累A6:接地不良X1:油气存在X2:库区通风不良X3:穿化纤衣服X4:与导体接近X5:油液流速高X6:管道内壁粗糙X7:油液冲击器壁X8:飞溅油与空气摩擦X9:未设防静电装置X10:接地线损坏X11:接地电阻不合要求,事故树规范化,