安全工程综合设计李蓓.docx
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安全工程综合设计李蓓
中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院
本科生课程设计报告
课程设计名称：
专业综合设计
姓名：
王启飞学号：
0811620221
专业年级：
安全08级班级：
一班
指导教师：
李成武职称：
教授
起止日期：
2011年12月19日至2011年01月06日
中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院
本科生课程设计任务书
专业年级安全工程08级班级一班学号0811620221
学生姓名王启飞
任务下达日期：
2011年12月19日
课程设计日期：
2011年12月19日至2011年1月6日
课程设计主要内容和要求：
主要内容：
第一章安全学科基础知识
第一节学科分类
第二节基本概念
第三节学科内涵
第二章事故预防策略综述（自行分节）
利用工程技术、人机工程、经济杠杆、行为控制、安全系统工程和安全教育培训等安全方法提出事故预防策略。
第三章事故案例描述
选择一个或多个案例，分析原因。
选择的案例必须至少与第二章的三个以上事故预防策略的薄弱环节相关。
第四章事故预防方案设计
针对第三章的事故案例，设计事故发生企业的事故预防方案。
要求：
1．充分复习以前学过的课程，并进行总体思考。
2．严格按时间表进行。
总字数至少在15000字。
目的：
1．掌握安全学科的总体概貌。
2．能综合运用所学过的各种知识（事故预防手段），实际设计一个、针对某（几）个事故的事故预防方案。
3．促进理论与实践相结合，提高实际工作能力。
指导教师签字：
中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院
本科生课程设计评阅书
指导教师评语
成绩：
指导教师签名：
年月日
学院意见：
签章：
年月日
安全工程综合设计
第一章安全学科基础知识
第一节学科分类
安全学科目前在我国存在三个不同的分类系统，在不同的分类系统中，安全学科的学科级别不完全相同，其名称也有“安全技术及工程”、“安全工程”和“安全科学技术”三个不同的名称。
本节将阐述安全学科不同名称的由来以及安全学科的分类体系。
一、教育部的学位与研究生培养用学科专业目录对安全学科的分类
我国1980年2月颁布、1981年1月1日起实施《中华人民共和国学位条例》，1981年5月批准实施《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，开始实行学位制度。
1981年国务院学位办公室拟定了《高等学校和科研机构授予博士和硕士学位的学科、专业目录（草案）（征求意见稿）》，1982年国务院学位办以（82）学位办字011号文件公布该目录，后于1983、1990、1997年三次修改、完善，目前执行版本《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》颁布于1997年，其中把我国所有的学科分为12个门类，各门类下又设有一级学科，各一级学科下又设有二级学科。
其中“08”为工学门类的代号，代号为“0819”的“矿业工程”属于工学门类下的一个一级学科，安全学科则命名为“安全技术及工程”列在“0819”之下，为二级学科，代码081903。
如图1-2所示。
图1.学位与研究生培养用学科专业目录中安全学科的分类
在这个学科分类中，安全学科的名称叫做“安全技术及工程”，属于工程科学门类，是矿业工程下面的二级学科。
之所以这样列，原因在于在，当时人们只认识到矿业工程中存在安全问题或者矿业工程中安全问题比较严重。
这种认识在当初就不全面，也早已不适应后来安全学科的发展以及当前安全工作实践的需要，于是从1982-1983年开始引发了一场到目前已经持续长达20多年、要求将“安全技术及工程”或类似名称的学科（如“安全技术与工程学”、“安全科学与工程”、“安全科学技术”、“安全工程”等）列为工学门类下的一级学科的“征战”过程，到目前为止，“征战”还在继续，该学科的一级学会“中国职业安全健康协会”（该会1981年5月开始筹备，1983年9月成立，原名“中国劳动保护科学技术学会”，2004年7月改为现名）及其原主管部门劳动部（或劳动人事部）、现主管部门国家安全生产监督管理总局分别于1983年8月、1997年3月、2003年3月三次报请国务院学位办公室审批，目前正在进行第四次报请。
该协会本身、北京市劳动保护科学研究所、中国矿业大学等单位也分别致文国务院学位办公室呼吁此事。
2004年9月，第二届全国安全工程教学指导委员会也把“将‘安全学科’列为一级学科的问题”确定为本届委员会的重点工作内容之一，还建立了专门的课题组，开展专题研究，明显加强了“征战”力度。
导致上述艰苦“征战”过程的原因有行政审批方面的，但更重要的是社会、甚至是本学科业内对本学科及学科分类中的一些基本问题的认识还缺乏一致性。
在争取将安全学科列为一级学科的同时，学术界比较一致的建议是将安全学科的各种名称统一为“安全科学与工程”。
二、高等学校本科生培养用专业目录对安全学科的分类
我国在1949-1962年的大学教育过程中，各个大学基本上是自主设置专业。
1963年国务院发布我国第一个本科生培养用的专业目录《高等学校通用专业目录》，经过20年的特殊历史时期以后，1982年教育部开始修改本科生培养用的专业目录时，各高等学校的专业设置实际情况已与1963年的目录相去甚远，
1963年的目录实际上已经失去指导意义。
于是，教育部为修订本科生培养用的专业目录，在1982年开始了专业设置调查，重新搜集资料。
调查表明，安全学科相关专业只有矿业类下设有“矿山（或矿井）通风与安全（或环保）”专业（参考文献见：
教育部教育二司，高等学校工科本科专业简介，1984年8月）。
1993年，国家教委颁布了我国的第三个本科生培养用的专业目录《普通高等学校本科专业目录》。
其中，“安全工程”被列在管理工程下的二级学科，为受限制设置专业。
“矿山通风与安全”属于矿业类的二级学科。
在此目录中也同时有飞行器环境控制与安全救生、公共安全图像技术、安全防范三个与安全工程相近或相关的专业（用XX搜索在互联网上可以找到这个目录）。
1998年，教育部第四次修改《普通高等学校本科专业目录》，压缩了50%以上的本科专业。
将所有的学科分为了11个门类（相比学位与研究生培养用学科专业目录，减少了“军事”学科门类）。
安全学科列在“08工学”门类中、“0810安全环境学科类”一级学科之下，名称为“安全工程”，为二级学科，代码081002；取消了矿山通风与安全专业，由安全工程专业涵盖所有行业的安全问题。
我国高等院校设置的“安全工程”专业名称来源于此（图2）。
在图2中，安全学科的名称叫做“安全工程”，基本属于一级学科，因为其上的一级学科的名称“安全环境类”中已经体现了“安全”二字，同时也表明安全学科与环境学科有某种相似之处。
图2.高等学校本科生培养用专业目录对安全学科的分类
三、国家标准对安全学科的分类
我国科技统计用的学科分类以国家标准的形式发布，1992年发布、1993年实施、2009年修改的国家标准《学科分类标准》（GB/T13745-2009）是目前唯一的一个用于科技统计的学科分类标准，它是按照科学体系的发展制定的。
在该标准中，将所有学科分为了五大门类，其中设有“工程与技术科学（代码410-630）”门类，安全学科被列为其下的一级学科，名称为“安全科学技术”，代码620。
安全科学技术由安全科学技术基础学科、安全社会学、安全物质学等十一个二级学科组成，二级学科下又设置了50多个三级实质性学科（图3）。
图3.国家标准对安全学科的分类
深入研究图3可以得到如下理解：
（1）二级学科中有主要研究事故发生的自然科学机理和规律的学科；
（2）二级学科中有主要研究事故发生的社会科学机理和规律的学科；
（3）二级学科中有主要研究安全事故和职业病预防和处理的工程手段的学科；
（4）二级学科中有主要研究事故和职业病预防和处理的管理手段的学科。
上述四点，归纳起来又可以说，安全学科的研究内容主要是事故或者职业病的发生发展规律及其预防、处理手段。
一些学者认为，国家标准《学科分类与代码》中将安全学科命名为“安全科学技术”是比较全面、恰当、科学的。
其中的“科学”是对安全事故这种现象的社会科学与自然科学机理和规律的认识，而“技术”则是预防、处理事故的自然科学和社会科学方面的手段和方法。
据此，也可以把图1-4上半部分国家标准中安全学科的十一个二级学科理解为图中阴影部分的四个学科名称，该四个学科名称也可以作为未来改进学科分类时二级学科名称的建议。
第二节基本概念
安全是人类生存和发展的最基本要求，是生命与健康的基本保障；一切生活、生产活动都源于生命的存在，如果人们失去生命也就失去了一切，所以安全就是生命。
从人类对科学需要的角度来说，科学大致分为两个方面：
一是人类为满足物质生活和社会文化生活的需要，而对物质生产和精神生产及其规律进行的认识活动和认识的结果，我们称其为生产科学；二是人类为保全自己身心的需求，而对客观事务及其规律进行的认识活动及其认识的结果，我们称其为安全科学。
在这里，“安全”是广义的，其中包含着人的健康、舒适、愉快乃至享受。
业界使用的安全学科的名词很多，使用方式各有不同。
综合中外观点，认为安全学科的基本名词有事故、危险源、风险三个，其他的名词可由他们导出，所以是非基本名词。
一、事故（Accident）
（1）关于事故的定义。
事故的一般定义为“人们不期望发生的、造成损失的意外事件”。
这里的损失包括人们从从事各种活动过程中所发生的生命、健康、财产、效率和环境损失五个方面。
根据损失程度的不同，各国对事故的分类并不完全相同，其主要原因是安全这种状态本身具有相对性。
我国对企业事故（职业事故，下同）确定了轻伤、重伤、死亡、重大死亡事故和特大事故等分类，美国则区分了可记录伤害、损失工作日伤害、急救伤害、惊吓（
nearmisses）等事故类型。
一旦根据损失程度对事故进行了分类，事故率这个安全指标就可以计算了，并且可以用来描述组织安全绩效。
当然事故率还仅仅是安全管理的“事后”指标。
（2）关于事故的损失。
根据事故的定义，事故的发生必然会带来损失。
事故的损失一般而言有五个方面（图1-1），即生命、健康、财产、效率和环境方面的损失。
（3）关于事故的分级。
按照事故所造成的损失量的大小，在口语上用不同的词汇描述事故，由轻微到严重依次是未遂事故、过错或惊吓（nearmisses），事件（incident），事故（accident），灾难（disaster），灾害或者大灾难（catastrophe）等。
一些安全管理比较好的企业不使用带有意外色彩的事故（accident）这个词，他们把事故都叫做事件，并认为事件是可以控制的，不是意外的。
在我国的事故分级文件，2007年4月颁布、6月实施的国务院493号令《生产安全事故报告和调查处理条例》中，把事故分成四个级别，分别是特别重大、重大、较大和一般事故。
在表1中，只要一个事故造成的死亡人数、重伤人数、经济损失量其中之一确定，该事故就可以被划分为某个级别，划分的目的是为了便于调查处理的组织和实施。
表1.国务院493号令对事故的分级
应该注意到，表1对事故的分级还比较粗，典型的问题是一般事故的损失量没有统计底线，在美国等西方国家，法规规定损失工时时间高于某个数值（这个数值最小可以只是几分钟）的事件叫做损工伤害事故或者可记录伤害事故，而低于这个数值的事件才可以不作为事故对待。
可见，他们进行事故分级时，事故的损失量是有底线的，而且这个底线很低。
相比而言，我国要进行事故的有效分级，还需要补充一个较低的事故损失量底线，以便于从底线开始加强安全管理，减少事故次数，进而减少重大事故发生的概率，最终达到控制重大事故发生的目的。
当为事故定义了损失量底线以后，日常口语中所说的事故就不能只理解为造成严重损失的事件了，而应该理解为
“损失量达到底线以上的事件就是事故”。
（4）关于事故概念的应用领域。
前面谈到的事故及其损失，并没有限制其领域。
任何领域的任何事故都符合上述定义，都会造成上述的物种损失。
所以上面的事故定义适用于广泛领域，或者说适合于社会保安（security）、安全生产（safety）等领域，具有“大安全”的色彩。
二、危险源（Hazard）
（1）关于危险源的定义。
根据词典，危险源可以定义为“事故发生的根源（状态）”。
根据前面的阐述，作为事故的根源，危险源导致的事故可能造成急性伤害、也可能造成慢性伤害（职业病），而通常认为，导致急性伤害的因素是危险因素，导致职业病的因素是有害因素，所以危险源包含危险因素和有害因素。
通常的口语中还经常用到“隐患”这个词汇，也常说有隐患就会有事故发生。
由此可知，隐患也是事故的根源。
由此可知，隐患和危险源是同一种状态，隐患就是危险源。
值得注意的是，危险源或者隐患不能仅仅理解为那些可见的危险因素或者有害因素，比如建筑工地破坏了的安全网、空气中的粉尘等，还应该关注那些不可见、经过深入分析才能发现的危险因素和有害因素，比如根据某管理层员工的决策行为可以发现他“没有把安全放在最重要的位置”，做事情总是不首先考虑安全问题，这事实上就是思想上的危险源，是不可见的，而这个不可见的危险源是非常危险的。
类似的还有管理安排不当、违章指挥、缺乏安全意识、培训不充分等，都可以看作危险源。
（2）关于危险源的分类。
我国由建设部起草、1992年颁布实施的国家标准《生产过程危险和有害因素分类与代码》（GB/T13861-92）把危险源分成物理性危险和有害因素，化学性危险和有害因素，生物性危险和有害因素，心理、生理性危险和有害因素，行为性危险和有害因素，其他危险和有害因素，共六个大类。
这个分类标准对安全管理实践有一定的指导意义，其中的心理有害因素就是不是轻易所见的。
三、风险（Risk）
（1）风险有多种,如财务风险、政治风险等。
这里指安全风险,它是危险源危险程度的度量,可以用数值表示,叫做风险值。
它有多种计算方法,其逻辑解析式可以表示为：
R=P×C
（1）
R=f（P,C）
（2）
R=f（P,C,E）（3）
式中：
R———风险值,无量纲;
P,C———危险源导致事故的可能性（概率）和事故所造成的后果,后果常用经济损失率表示;
f———函数关系,上述公式中没有给出具体的函数运算方法;
E———危险源的接触概率。
风险科学已经基本上形成了一门科学,风险管理学会的出现就是明显标志。
式
（1）、式
（2）、式（3）表示的是危险源绝对风险值的计算方法,但多数情况下,应用的是相对风险,即人为地规定了一个危险源的危险程度（风险值）之后,再以此为基准,确定其他危险源的相对值,以比较危险源危险程度（风险值）之间的数量差别。
（2）关于风险矩阵。
在进行某一个具体过程或者某一个危险源的危险性评价（RiskAssessment）时，常用风险矩阵来进行，这是风险科学最明确、最常用的应用。
图4便是一个风险矩阵的例子。
风险矩阵的第一列是事故发生的可能性（P），图中分为很可能（P=4）、可能（P=3）、不可能（P=2）、根本不可能（
P=1）四个级别，第一行是事故可能造成的损失的大小（即危险性，用损失率C表示），也即事故的严重性，图中分为轻微损失（C=1）、中等损失（C=2）、严重损失（C=3）三个级别。
事故发生的可能性和严重性的乘积（交点的值）便是该危险源危险程度的衡量，即根据风险值的大小可以判断该危险源的危险程度。
图中定义R=12时是最危险，R=6~9时危险，R=2~4时较危险，R=1时不危险。
这样就可以评价某个危险源的危险程度。
（3）关于企业整体风险。
国际上曾经发布了企业整体风险标准，该标准定义了企业的整体风险，在安全生产领域可以借鉴得到，一个企业整体上发生事故的可能性就是这个企业的整体安全风险。
它实际上是把企业整体视为一个危险源，其风险的评估方法完全可以借鉴图4的方法进行评价和计算。
图4.风险矩阵的应用
四、安全（safety）
安全可以定义为危险源的危险程度在一定值以下时的状态。
安全是一种状态。
不仅如此,安全还是一种相对的状态,因为人的价值观不同、生产力的发展水平不同、社会发展的阶段不同,人们对于安全这种状态的看法是不同的。
五、危险（danger）
危险是和安全相反的一种状态。
上述5个基本概念不是孤立的,它们之间有着密切的逻辑联系。
可以将这种联系简略地概括为“危险源的危险程度用风险来表示,其值达到一定程度时就会发生事故,产生危险状态,否则就是安全状态”。
上述5个基本概念没有涉及任何过程,所以它们广泛适用于安全科学所涉及的安全（safety）和保安（security）两个各个领域内安全问题的研究。
第三节学科内涵
学科内涵包括学科的研究对象、研究目的、学科属性、研究方法、研究范围、研究内容、基本概念和基本理论基础等学科基本问题。
本节将讨论安全学科的这些基本问题。
基本概念实际上也是学科内涵的一部分，但安全学科的基本概念内容较多，所以放在上一节已经专门讨论过了，这里不再赘述。
一、研究对象、目的、学科属性
安全学科的研究对象是人类活动中的负效应,即事故（见图5）。
正是事故这个研究对象把具有数学、物理学、系统科学、工程学、管理学、法学、心理学、教育学等专门知识的科学工作者集中在一起,共同以事故及其发生发展规律为对象进行科学研究。
此时,这群科学工作者组成了安全科学家群。
他们研究的目的是为了预防事故和控制事故发生后的损失,这就是说,安全学科的研究目的是预防事故和控制事故发生后的损失。
图5.安全科学技术学科的研究对象
由于人们的安全意识随人的价值观而变化,所以事故的概念对不同的人群来说并不相同,具有明显的社会、人文科学色彩。
而且事故的发生原因既有自然方面的因素,也有很重要的社会、人文方面的因素,所以事故既是一个社会科学概念也是一个自然科学概念,研究事故的安全学科也就具有了社会科学、人文科学和自然科学多方面的属性。
认识到这些多种属性的益处在于,预防事故既要采用基于自然科学的工程技术,也要采取社会、人文科学手段（如行为科学）,否则,事故预防的效果不可能达到理想状态。
二、研究范围和内容
任何一门学科必须有其特定的研究范围。
前已述及,安全学科的研究目的可以归结为预防事故和控制事故损失,而要预防事故,在社会组织内采取相应措施和方法是最有效的。
原因是人的不安全行为
（“软件”）和物（设备、设施或环境等“硬件”）的不安全状态是事故的直接原因,组织可以有效、有力地控制直接原因的发生,尤其是可以控制人的不安全行为,进而控制由人的不安全行为引起的物的不安全状态。
所以安全学科的研究范围是社会组织,大到国家,小到社会团体,都是社会组织（企业是最重要最普遍的社会组织）。
任何组织都存在安全问题,也都是安全学科的研究范围。
根据安全学科的研究对象和研究目的，可以得到安全学科的研究内容。
那就是事故发生发展的机理、规律以及预防事故、控制事故损失的手段或者方法，具体又可以分为如下四个方面：
（1）事故发生的自然科学机理和规律；
（2）事故发生的社会科学机理和规律；
（3）预防事故、控制事故损失的工程技术手段；
（4）预防事故、控制事故损失的社会（管理）科学手段。
事实上，上述
（1）-（4）恰是对图3中十一个二级学科的理解结果（该图最后的阴影部分）。
研究内容
（1）和
（2）是研究内容（3）和（4）的基础，是安全学科的基础部分（基础学科），可以称之为安全科学原理部分；研究内容（3）和（4）是研究内容
（1）和
（2）的应用，是安全学科的应用部分（应用学科）。
三、研究方法
研究方法由研究对象决定。
对于安全学科，事故这个特定的研究对象的发生原因既有社会科学的一面，也有自然科学的一面，所以研究它的规律，预防及其损失控制方法，显然既需要以社会科学为基础的方法，也需要以自然科学为基础的方法。
图3中的研究内容可列为表2。
表2.安全学科研究内容、方法及目的
四、学科基本公理
任何一门学科都是由一些独立的公理以及由公理证明出来的定理、定律所构成,而定理、定律又是一定数量的知识单元组合而成的。
知识单元是定量化的科学概念。
安全科学中的几个核心概念已作阐述,那么安全科学的公理又是什么呢?
安全科学技术学科的基本公理有以下几条,由此可以证出各种各样的定理和定律:
（1）任何事故都是因果关系的。
（2）任何事故都是由人和物两方面原因引起的。
（3）事故的严重度与事故的发生频率符合“事故三角形”分布规律。
（4）任何事故都是由能量或物质的不正常传递引起的。
第二章事故预防策略综述
第一节事故的定义
事故的一般定义为“人们不期望发生的、造成损失的意外事件”。
这里的损失包括人们从从事各种活动过程中所发生的生命、健康、财产、效率和环境损失五个方面。
根据损失程度的不同，各国对事故的分类并不完全相同，其主要原因是安全这种状态本身具有相对性。
我国对企业事故（职业事故，下同）确定了轻伤、重伤、死亡、重大死亡事故和特大事故等分类，美国则区分了可记录伤害、损失工作日伤害、急救伤害、惊吓（nearmisses）等事故类型。
一旦根据损失程度对事故进行了分类，事故率这个安全指标就可以计算了，并且可以用来描述组织安全绩效。
当然事故率还仅仅是安全管理的“事后”指标。
第二节事故发生的直接原因和间接原因
事故的定义在前边已经做了介绍，而事故的原因是每次事故发生后调查工作的最重要内容，因为事故原因是今后预防同类事故发生的最重要依据。
如关于煤矿瓦斯爆炸事故，比较常见的事故原因调查结果为“违章作业、通风设施不良、通风系统不良”等，火灾事故原因的典型调查结果为“烟头起火、电气火化、取暖不当”等等。
然而，后续发生的众多同类事故表明，靠上述描述的事故原因来预防事故并不是很有效的。
第一是因为，上述事故原因的描述具有特别强的“个性”色彩，每起事故都不一样。
实际上，上述关于原因的表述描述的仅是事故的直接原因，即相关人员的不安全行为（软件）和相关机械、物质或环境的不安状态。
每起事故的直接原因及其组合都不一样，相同或类似的直接原因及其组合不发生，并不意味着同类事故不发生，因为没有两起同类事故的直接原因及其组合完全相同。
所以靠事故后花费很大财力物力调查出来的直接原因预防事故收效甚微，如果找到直接原因背后的共性原因，即间接原因，再用消除共性的间接原因的方法来预防事故，不但能预防与以往同类事故的发生，还能有效预防从未发生的新类型事故。
第二是根据已经发生事故的直接原因来预防事故，未免过于迟缓，因为往往发现作为直接原因的不安全行为和不安全状态时，事故已经不可避免了。
第三，目前调查得到的事故直接原因的描述过于抽象，如“通风系统不良”这句话，不够具体，即便用于预防与以往完全相同的事故也很难应用。
第四，事故直接原因的强“个性化”，使得它受到关注的范围有限，难于调动广泛的专业人员共同研究，这种直接原因也就很难具有科学意义，应用的范围也就只能局限于某一个领域或行业，事故调查的花费和结果利用率很低。
综上所述，事故的共性间接原因十分重要。
那么发生在各个行业、各种不同类型事故的共性原因是否存在呢？
答案是肯定的。
以海因里希为代表的古典安全科学家提出的古典事故致因研究，就是在找不同事故的共性原因。
根据心理学、行为科学基础和大量的事故案例分析，作者得到的结论是，相关人员安全知识不足、安全意识欠缺、安全习惯欠缺是一切事故的共性原因。
上述描述不但揭示了事故的共性原因，更重要的意义在于把事故的共性原因做了
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