事故樹分析的研究與應用

事故樹分析（ta）是安全系統(tǒng)工程中的一個重要分析方法，被稱為事故樹分析。事故樹分析是一種演繹分析方法,即從結(jié)果分析原因,它的特點是直觀、明了、思路清晰、邏輯性強,可以做定性分析也可以做定量分析,體現(xiàn)了安全系統(tǒng)工程的系統(tǒng)性、準確性和預測性。1調(diào)查和分析交叉點事件的編制(1)準備階段。(1)確定要分析的系統(tǒng),在分析的過程中合理的處理好所要分析的系統(tǒng)與外界環(huán)境及其邊界條件,確定所要分析系統(tǒng)的范圍,明確影響系統(tǒng)安全的主要因素;(2)熟悉系統(tǒng),對于已確定的系統(tǒng)進行深入的調(diào)查研究,收集系統(tǒng)有關的資料與數(shù)據(jù),包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能,工藝流程,運行條件,事故類型,維修情況,環(huán)境因素等;(3)調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的事故,收集調(diào)查所分析系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)生過的事故和將來可能發(fā)生的事故,同時調(diào)查本單位與外單位,國內(nèi)與國外同類型的所事故。(2)事故樹的編制。(1)確定事故樹頂上事件,是指確定所要分析的對象事件,根據(jù)事故調(diào)查分析其損失大小和事故頻率選擇易于發(fā)生且后果嚴重的事故作為事故的頂上事件;(2)調(diào)查與頂上事件有關的所有原因事件,從人機、環(huán)境和信息等方面調(diào)查與事故樹頂上事件有關的所有事故原因,確定事故原因并進行影響性分析;(3)編制事故樹,把事故樹頂上事件與引起頂上事件的原因事件,采用一些規(guī)定的符號,按照一定的邏輯關系繪制成反映因果關系的樹形圖。(3)事故樹定性分析。按事故樹的結(jié)構(gòu),求取事故樹的最小割集或最小徑集,以及基本事件的結(jié)構(gòu)重要度,根據(jù)定性分析的結(jié)果確定預防事故的安全保障措施。(4)事故樹定量分析。根據(jù)引起事故各基本事件的發(fā)生概率,計算事故樹頂上事件的概率,計算各基本事件的概率重要度和關鍵重要度,根據(jù)定量分析的結(jié)果以及事故發(fā)生以后可能造成的危害,對系統(tǒng)進行風險分析,以確定安全投資方向。(5)事故樹分析的結(jié)果總結(jié)與應用。必須及時對事故樹分析的結(jié)果進行評價、總結(jié)、提出改進建議。2頂板事故是一種特殊的惡性事故,主要表現(xiàn)為外在表現(xiàn)煤礦在地下開采直接受上浮巖層壓力的影響,因開拓、掘進或采煤破壞了原有地層的平衡狀態(tài),造成礦山壓力分布不均勻,這種分布不均勻的壓力作用在巷道或回采工作面及四周的圍巖上,一旦超過巷道或頂板的支撐力,輕則會出現(xiàn)頂板下沉、片幫、支架回縮,重則就會發(fā)生底鼓、冒頂、斷梁折柱、巷道壓垮的現(xiàn)象。頂板事故的形成與地質(zhì)構(gòu)造、頂板性質(zhì)、支架支撐情況、推進速度、操作程度和生產(chǎn)現(xiàn)場管理都有直接關系。眾所周知,頂板事故是煤礦不容忽視的重要災害事故,它發(fā)生的主要特點不同于瓦斯煤塵爆炸群死群傷的重特大的惡性事故,比較少見,而零散事故卻頻頻發(fā)生。而且凡是有人工作的地方,都有可能發(fā)生類似的事故,分布范圍特別廣泛。也正因為一次傷亡人數(shù)難以構(gòu)成群死群傷的惡果往往人們重視不夠,管理不細,忽視其累積的惡果,通過對煤礦頂板事故的統(tǒng)計分析可知,人為因素帶導致事故發(fā)生的比例占91.57%,這足以說明加強頂板管理的重要性。采用事故樹分析方法對頂板事故樹進行全面的分析研究,找出各種引起頂板事故的可能途徑,為事故原因分析和制定預防措施提供科學合理的依據(jù)。3啟動屋頂事故樹的安裝根據(jù)事故分析的基本程序,確頂板事故樹圖,如圖1。3.1事故樹的最小割集在事故樹分析法中,最小割集是指導致頂上事件發(fā)生的最少的基本事件的集合,只要該集合中所有的基本事件都發(fā)生,系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障。集合所包含的基本事件越少,這種集合所代表的故障所出現(xiàn)的可能性越大,對某一系統(tǒng)而言,最小割集越多,割集總所包含的基本事件越少,該系統(tǒng)的可能性越大。用布爾代數(shù)化簡求圖1所示的事故樹的最小割集如下:式中T——事故樹中的頂上事件;A~C——事故樹中的中間事件;Xi——事故樹中的基本事件由于篇幅較大計算過程不在這里演算,由組合數(shù)學公式可知最小割集樹為5×7×2×4=280條。3.2最大割集的確定在事故樹分析法中,最小徑集是使頂上事件不發(fā)生的最低限度的基本事件的組合,它用于表示系統(tǒng)的的安全性,最小徑集越多說明系統(tǒng)的安全性越高。求解出最小徑集,就可以知道控制住哪幾個基本事件,就可以控制頂上事件不發(fā)生,要想是頂上事件不發(fā)生有幾個最小徑集就有幾個可能方案。根據(jù)是故樹做出其成功樹,把事故樹的“與”門用“或”門代替,“或”門用“與”門代替,基本事件發(fā)生用不發(fā)生代替,可得到與原事故樹對偶的成功樹見圖2。成功樹的最小割集是原事故的最小徑集可按下式計算:式中T′——頂上事件的補事件;Ai′~Ci′——中間事件的補事件;同理可知有15條最小徑集,說明控制頂板事故的途徑有15條。3.3基本事件結(jié)構(gòu)重要度所謂結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要度,也就是各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度,基本事件結(jié)構(gòu)重要度越大,它對頂上事件的影響程度就越大反之亦然。因為在280個最小割集中,每個割集的基本事件數(shù)相等,故可根據(jù)當最小割集中基本事件的個數(shù)相等時,在最小割集中重復出現(xiàn)的次數(shù)越多的基本事件的結(jié)構(gòu)重要度就越大的原則可知,對各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序如下:4頂板事故的防治對策(1)從事故樹結(jié)構(gòu)看出,導致頂板事故的基本原因有19個,這些因素相互組合都可導致事故的發(fā)生,因此系統(tǒng)的危險性必須引起足夠的重視。(2)從事故樹結(jié)構(gòu)還可看出,頂板事故樹中或門個數(shù)占83.3%,與門個數(shù)占16.7%這個比例說明頂板事故容易發(fā)生。(3)從最小割集和最小徑集的組數(shù)來看頂板事故最小割集是280組,最小徑集是15組,因此,發(fā)生頂板事故的“可能途徑”共有280條,預防途徑15條,且事故樹最小割集中包含的基本事件很少,最小徑集所包含的基本事件卻很多,所以頂板事故易發(fā)生而難以控制。(4)從結(jié)構(gòu)重要度來看,應力集中所超過礦壓強度X1最大,說明它在頂板事故中所占比例最大,因此必須選擇與頂板活動規(guī)律相適應的支護方式,引起頂板事故的客觀條件如煤巖松軟,未管好幫,另外加之人為因素,如缺乏安全知識及缺乏檢測手段,對頂板的支護方式不當?shù)戎匾源沃Ｗ詈笠稽c是技術上管理的漏洞也是導致事故的重要原因。(5)具體防范措