胶带输送机绞人伤害事故分析讲课教案.docx

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胶带输送机绞人伤害事故分析讲课教案

胶带输送机绞人伤害事故分析

一、编制说明

胶带输送机是煤矿井下采区运巷，采区上、下山，斜井及地面系统中经常采用的运输设备，我国大部分煤矿都使用胶带输送机。

胶带输送使用方面的伤害事件也常有发生。

例如：

某矿维修工跨胶带给轴承加油时，胶带输送机突然开车，将人卷进胶带输送机而压死。

又如：

某矿司机发现胶带跑偏，用棍子去撬，不慎被胶带卷进去，压断右胸肋骨。

可见，胶带输送机的事故后果往往是很严重的。

胶带输送机绞人伤害一般可以分为启动绞人伤害和正常运转绞人伤害两种。

下面就这两种伤害进行事故树定性和定量分析。

二、事故树

事故树见图

三、事故树定性分析

（一）对AI定性分析

I、求AI的最小割（径）集

根据割（径）集数目判别式判定，AI的最小割集有24组，最小径集有

5组，所以采用最小径集分析简便。

事故树的成功树见图

（2）

AIˊ的结构函数为：

A’I=B’I+B’2+xI3ˊ

　=x１ˊx2ˊx3ˊx4ˊ+　x5ˊx6ˊx7ˊ（x8ˊ+x9ˊ+xI0ˊ）x１１ˊxI2ˊ+xI3ˊ

将上式展开后可得：

A’I=x１ˊx2ˊx3ˊx4ˊ+x5ˊx6ˊx7ˊx8ˊx１１ˊxI2ˊ+x5ˊx6ˊx7ˊx9ˊx１１ˊxI2ˊ+

　　x5ˊx6ˊx7ˊxI0ˊx１１ˊxI2ˊ+xI3

从而得出5组最小径集，分别为：

B'I模块最小径集：

PI=｛xIˊx2ˊx3ˊx4ˊ｝

B2模块最小径集：

P2=｛x5ˊx6ˊx7ˊx8ˊxIIˊxI2ˊ｝

P3=｛x5ˊx6ˊx7ˊx9ˊxIIˊxI2ˊ｝

P4=｛x5ˊx6ˊx7ˊxI0ˊxIIˊxI2ˊ｝

P5=｛xI3ˊ｝

2基本事件结构重要度分析

根据同属关系可得：

I∮（1〕=I∮（2〕=I∮（3〕=I∮（4〕

I∮（5〕=I∮（6〕=I∮（7〕=I∮（11〕=I∮（12〕

x8、x9、xI0、xI3无同属关系。

因此，只要判定I∮（1〕I∮（5〕I∮（8〕I∮（10〕I∮（13〕的大小即可。

xI3是单事件最小径集中的事件，I∮（13〕最大。

根据公式

结构重要度大小的排列顺序为：

I（I3〕>I（I〕=I（2〕=I（3〕=I（4〕=I（5〕=I（6〕=I（7〕=I（II〕I（I2〕>I（8〕=I（9〕=I（I0〕

（二）对A2定性分析现求A2的最小割（径）集：

A2的最小割集有30组，最小径集只有3组，所以，采用最小径集分析。

事故树的成功树见图2。

A2ˊ的结构函数为

AIˊ的结构函数为：

A’I=B’3+B’4+x27ˊ

　=x14ˊx15ˊx16ˊ+x17ˊx18ˊx19ˊx20ˊx21ˊx22ˊx23ˊx24ˊx25ˊx26ˊ+x27ˊ

从而得出3组最小径集，分别为：

B'3模块最小径集：

P６=｛x15ˊx14ˊx16ˊ｝

B4模块最小径集：

P７=｛x17ˊx18ˊx19ˊx20ˊx21ˊx22ˊx23ˊx24ˊx25ˊx26ˊ｝

P８=｛x27ˊ｝

由于P6、P7、Ｐ８巧不含共同的基本事件，且数目又不等，根据结构重要度判定原则判定：

I（２７〕>I（I４〕=I（１５〕=I（１６〕=I（１７〕=I（１８〕=I（１９〕=I（２０〕=I（２１〕I（２２〕

＝I（２３〕=I（２４〕=I（２５〕=I（２６〕

四、事故树定量分析

（一）求ＡI定量分析

１、求ＡI事件发生概率ＱＡ１

ＡI＝BIB2xI3

　　＝（x１ˊ＋x2ˊ＋x3ˊ＋x4ˊ）（x5ˊ＋x6ˊ＋x7ˊ＋x8ˊx9ˊxI0ˊ＋x１１ˊ＋xI2ˊ）xI3ˊ

　＝x１ˊx5ˊxI3＋x１ˊx６ˊx１３＋x１ˊx７ˊx１３＋x１ˊx８ˊx９x１０ˊx１３ˊ＋x１ˊx１１ˊx１３＋

　　x１ˊx１２ˊx１３＋x２ˊx5ˊxI3＋x２ˊx６ˊx１３＋x２ˊx７ˊx１３＋x２ˊx８ˊx９x１０ˊx１３ˊ＋

　　x２ˊx１１ˊx１３＋x２ˊx１２ˊx１３＋x３ˊx5ˊxI3＋x３ˊx６ˊx１３＋x３ˊx７ˊx１３＋

　　x３ˊx８ˊx９x１０ˊx１３ˊ＋x３ˊx１１ˊx１３＋x３ˊx１２ˊx１３＋x４ˊx5ˊxI3＋x４ˊx６ˊx１３＋

　　x４ˊx７ˊx１３＋x４ˊx８ˊx９x１０ˊx１３ˊ＋x４ˊx１１ˊx１３＋x４ˊx１２ˊx１３

根据独立近似计算公式

ＱＡ１≈１-（１-ｑ１ｑ５ｑ１３）（１-ｑ１ｑ６ｑ１３）（１-ｑ１ｑ７ｑ１３）（１-ｑ１ｑ８ｑ９ｑ１０ｑ１３）（１-ｑ１ｑ１１ｑ１３）（１-ｑ１ｑ１２ｑ１３）．（１-ｑ２ｑ５ｑ１３）（１-ｑ２ｑ６ｑ１３）（１-ｑ２ｑ７ｑ１３）（１-ｑ２ｑ８ｑ９ｑ１０ｑ１３）（１-ｑ２ｑ１１ｑ１３）（１-ｑ２ｑ１２ｑ１３）．（１-ｑ３ｑ５ｑ１３）（１-ｑ３ｑ６ｑ１３）（１-ｑ３ｑ７ｑ１３）（１-ｑ３ｑ８ｑ９ｑ１０ｑ１３）（１-ｑ３ｑ１１ｑ１３）（１-ｑ３ｑ１２ｑ１３）．（１-ｑ４ｑ５ｑ１３）（１-ｑ４ｑ６ｑ１３）（１-ｑ４ｑ７ｑ１３）（１-ｑ４ｑ８ｑ９ｑ１０ｑ１３）（１-ｑ４ｑ１１ｑ１３）（１-ｑ４ｑ１２ｑ１３）

ＱＡ１≈4.66*10-4

将表3的数值代入上式得：

表3基本事件发生概率取值表

代号

基本事件

发生概率！

；〔I/0

X１

加油接触

１0-3

Ｘ２

　　　　　清理接触

　　　　　5＊１0-3

X３

处理故障接触

１0－２

Ｘ４

误接触

2＊１0-3

Ｘ５

无信号装置

１0-4

Ｘ６

装置损坏

１0-3

Ｘ７

司机未启动

5x１0-2

Ｘ８

停运未断电源

5x１0-3

Ｘ９

未挂警示牌

5x１0-3

Ｘ１０

不懂规程

１0-2

Ｘ１１

信号不清晰

2x１0-4

Ｘ１２

周围噪声影响

5x１0-4

Ｘ１３

设备启动

0.5

Ｘ１４

无护栏护罩

5x１0-2

Ｘ１５

护栏护罩未关

5x１0-3

Ｘ１６

设计缺陷

１X１0-3

Ｘ１７

捡大块杂物

2x１0-3

Ｘ１８

清理时随工具卷入

8x１0-4

Ｘ１９

衣袖未扎卷入

5x１0-4

Ｘ２０

绊、滑跌倒

１XI0-4

Ｘ２１

疲劳失误

１0-4

Ｘ２２

人工校正胶带

5x１0-3

Ｘ２３

违章跨越

5x１0-3

Ｘ２４

违章乘坐

１0-4

Ｘ２５

用手拨弄托辊

5x１0-3

Ｘ２６

处理其他故障

5xI0-3

Ｘ２７

正常运转

0.5

一．求概率重要系数Ｉｐ（ｉ）

因为　

且Ｑ＝〔ｑ１＋ｑ２＋ｑ３＋ｑ４）（ｑ５＋ｑ６＋ｑ７＋ｑ８ｑ９ｑ１０＋ｑ１１＋ｑ１２〕ｑ１３

所以

＝（ｑ５＋ｑ６＋ｑ７＋ｑ８ｑ９ｑ１０＋ｑ１１＋ｑ１２〕ｑ１３

＝２．５９×１０－３

同理Iｐ（2〕=Iｐ（3〕=Iｐ（4〕=Iｐ（１〕=２．５９×１０－２

Iｐ（５〕=９×１０－３

Iｐ（６〕=Iｐ（７〕=Iｐ（１１〕=Iｐ（１２〕＝Iｐ（５〕=９×１０－３

Iｐ（８〕=４.５×１０－７

Iｐ（９〕=Iｐ（１０〕=Iｐ（８〕=４.５×１０－７

Iｐ（１３〕=９.３２×１０－４

３．求临界重要系数Ｉｃ（ｉ）

因为

所以Ｉｃ（ｉ）＝１０－３／（４．６６×１０－４）×２.５９×１０－２＝５.５６×１０－２

同理Ｉｃ（２）＝２.７８×１０－１

　　Ｉｃ（３）＝５.５６×１０－１

　　Ｉｃ（４）＝１.１１×１０－１

　　Ｉｃ（５）＝１.９３×１０－３

　　Ｉｃ（６）＝１,９３×１０－３

　　Ｉｃ（７）＝９.６７×１０－１

　　Ｉｃ（８）＝４.８３×１０－６

　　Ｉｃ（９）＝４.８３×１０－６

　　Ｉｃ（１０）＝９.６７×１０－６

　　Ｉｃ（１１）＝３.８６×１０－３

　　Ｉｃ（ｉ２）＝９.６７×１０－３

Ｉｃ（ｉ３）＝１

　　所以，临界重要度大小的排列顺序为：

I（I3〕>I（7〕>I（3〕>I（2〕>I（4〕>I（I〕>I（6〕>I（I2〕>I（II〕>I（5〕>I（I0〕>I（8〕＝I（9〕

对Ａ２定量分析

１.求Ａ２事件发生概率ＱＡ２

因最小径集彼此无重复的基本事件，根据公式

ＱＡ２＝ｑ２７{１-（１-ｑ１４）（１-ｑ１５）（１-ｑ１６）}{１-（１-ｑ１７）（１-ｑ１８）

　　　（１-ｑ１９）（１-ｑ２０）（１-ｑ２１）（１-ｑ２２）（１-ｑ２３）（１-ｑ２４）

　　　（１-ｑ２５）（１-ｑ２６）}

将表３的数值代入上式得：

ＱＡ２＝６.９３×１０－４

求概率重要系Ｉｐ（ｉ）

因为

所以

＝ｑ２７（１-ｑ１５）（１-ｑ１６）{１-（１-ｑ１７）（１-ｑ１８）

　　　　　　（１-ｑ１９）（１-ｑ２０）（１-ｑ２１）（１-ｑ２２）（１-ｑ２３）（１-ｑ２４）

　　　　　　　　（１-ｑ２５）（１-ｑ２６）}

　　　　　　　　＝１．１７×１０－２

同理：

Ｉｐ（ｉ５）＝１．１２×１０－２

　　　Ｉｐ（ｉ６）＝１．１２×１０－２

　　　Ｉｐ（ｉ７）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（ｉ８）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（ｉ９）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（２０）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（２１）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（２２）＝２.８７×１０－２

　　　Ｉｐ（２３）＝２.８７×１０－２

　　　Ｉｐ（２４）＝２.８６×１０－２

　　　Ｉｐ（２５）＝２.８７×１０－２

　　　Ｉｐ（２６）＝２.８７×１０－２

　　　Ｉｐ（２７）＝１.３９×１０－３

３、求临界重要系数Ｉｃ（ｉ）

因为

所以Ｉｃ（ｉ４）　＝（（５×１０－２）／（６．９３×１０－４））１．１７×１０－２

　　　　　　　　　　＝８．４４×１０－１

同理Ｉｃ（ｉ５）＝８.０８×１０－２　

　　Ｉｃ（ｉ６）＝６.４６×１０－２

　　Ｉｃ（ｉ７）＝８.２５×１０－２

　　Ｉｃ（ｉ８）＝３.３０×１０－２

　　Ｉｃ（ｉ９）＝２.０６×１０－２

　　Ｉｃ（２０）＝１.６５×１０－２

　　Ｉｃ（２１）＝４.１３×１０－３　

　　Ｉｃ（２２）＝２.０７×１０－１　

　　Ｉｃ（２３）＝２.０７×１０－１　

　　Ｉｃ（２４）＝４.１３×１０－３　

Ｉｃ（２５）＝２.０７×１０－１

　　Ｉｃ（２６）＝２.０７×１０－１

Ｉｃ（２７）＝１

所以，临界重要度大小的排列顺序为：

Ｉ（27〕>Ｉ（14〕>Ｉ（22〕＝Ｉ（23〕＝Ｉ（25〕＝Ｉ（26〕>Ｉ（17〕>Ｉ（15〕>Ｉ（16〕>Ｉ（18〕>Ｉ（19〕>Ｉ（20〕>Ｉ（21〕＝Ｉ（24〕

最后得到顶上事件发生概率为：

Ｑ＝１－（１－ＱＡ１）（１－ＱＡ２）

　＝１－（１－４．６６×１０－４）（１－６．９３×１０－４）

　＝１．１６×１０－３

五、结论

〔I〕从Ａ１事件（启动绞人伤害）定性分析的结果可以看出，Ｘ１３的结构重要度最大，Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４次之，X５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ１１、Ｘ１２再次之。

由于Ｘ１３是正常事件，Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３是生产过程中难于避免的事件，所以主要控制对象是X５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ１１、Ｘ１２等基本事件。

从Ａ１的临界重要分析结果可以看出，Ｘ１３的临界重要度最大，Ｘ７次之，Ｘ６的临界重要度也较大。

因此，要控制Ａ１事件的发生概率，主要应控制Ｘ７（司机未发启动）和Ｘ６（信号装置损坏）这两个基本事件的发生概率。

〔2〕从Ａ２事件（正常运转绞人伤害〕定性分析的结果可以看出，Ｘ１７的结构重要度最大，Ｘ１４、Ｘ１５、Ｘ１６次之。

Ｘ１７为正常事件，因此，主要控制对象为Ｘ１４、Ｘ１５、Ｘ１６等基本事件。

从Ａ２的临界重要度分析的结果可以看出，Ｘ２７的临界重要度最大，Ｘ１０次之，Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５、Ｘ２６再次之。

Ｘ２７为正常事件，因此，要控制人Ａ2事件的发生，首先应控制Ｘ１４（无护栏护罩〕，其次应控制Ｘ２２〔人工校正胶带〕、Ｘ２３（违章跨越〕、Ｘ２５（用手拔弄托辊）和Ｘ２６（运转中处理其他故障）等基本事件的发生概率。

附图：

图I胶带输送机绞人伤害事故树图

图2胶带输送机绞人的成功树图