故障树分析法在高炉炉前灼伤事故中的应用

故障树分析法在高炉炉前灼伤事故中的应用郭宪臻郑文明摘要应用故障树分析法能系统地分析出高炉炉前灼伤的原因，在故障树图上，因果关系明确，找出事故发生的主要原因，从而制定措施，以有效地预防事故的发生。关键词故障树灼伤分析措施0前言故障树分析（FaultTreeAnalysis，简称FTA）是系统安全分析方法中得到广泛应用的一种方法。故障树分析法涉及到图论、集合论、布尔代数、概率论等数学问题，它分析的内容包括：1系统可能发生的灾害事故；2系统内固有的、潜在的危险因素；3子系统间的相互制约关系。用故障树图形来描述的因果关系，直观明了，思路清晰，逻辑性强。故障树分析方法一般是用于重伤以上事故的因果分析，所以用它可以进行系统的危险性评价、事故预测、事故调查、沟通事故情报、编制安全检查表，逐个找出安全措施，使之达到确保安全的目的。应用故障树分析法，既可以进行定性分析，又可以进行定量分析，从而克服传统安全管理中凭经验和直观了解生产系统中安全问题的弊端。1编制说明高炉炉前是炼铁生产中的一个重要岗位，它的工作是保证渣铁安全顺利地从高炉内放出来，装进渣铁罐中。然而基于炉前工作环境差、场地狭窄，设备多、重体工作多等客观因素和炉前工的主观因素，使安全生产受到了严峻的挑战。纵观10年来发生在炼铁厂的炉前事故，灼伤事故要占炉前事故的90％，且近10年来事故呈上升趋势（图l）。特别近年来，炼铁厂在其它伤害事故大幅度降低的情况下，灼伤事故却大幅度上升，给生产带来严重影响，必须遏制。随着降成本增效益活动的深入开展，认识到遏制灼伤事故也是降成本的一种新途径。因为工伤事故后，工伤者不能工作，而且还需要抽调陪护人员，其它的炉前工必须多干活来分担他们的工作，这更增加了危险性。因此必须找出引起灼伤事故的原因并采取措施。图１安钢炼铁厂历年灼伤事故分析图高炉冶炼出的渣铁温度都在1300℃以上，铁水的粘性在一定范围内随铁水温度的升高而降低，粘性近似于水，极易离散，爆炸时能飞溅到很远的地方。由于高炉的压力大，渣铁喷出高炉时极易飞溅；又因液体铁遇水易爆炸，而高炉上又常用水来冷却设备，所以极易发生渣铁喷溅伤人或铁水爆炸伤人。炉前正常工作程序：开渣口→放渣→堵渣口→开铁口→出铁→堵铁口→推沙墙→清理渣铁沟→准备下次出铁。由于炉前设备，如泥炮、开口机、堵渣机在高温下工作，又常与高温渣铁相接触，故障率高，人的劳动强度又大，更增加了的灼伤事故的危险性。从1982～1996年这17年间高炉灼伤事故情况看，由于铁水爆炸造成的事故占的伤事故的46．9％，其它因放渣喷溅、滑入渣铁沟、氧气回火等原因造成的伤害占53.1％。现应用故障树的方法对灼伤事故进行分析2、绘制故障树故障树是一种逻辑树，即用逻辑门联结的树图，是演绎地表示故障事故发生的原因及其逻辑关系的逻辑树图。根据对灼伤事故的调查和研究，灼伤事故的故障树可绘制如图2。２高炉炉前灼伤故障树图3故障树定性分析按照故障树结构进行简化，求出最小割集，确定各基本事件的结构位置重要度。3．1求最小割集，由行列法得（见23页图）：从而可以得出28组最小割集：，，，，，。3．2结构-位置重要度分析：结构-位置重要度就是根据一基本事件出现在最小割集中的次数和该最小割集所包含的基本事件的个数来确定基本事件的重要度。公式为：式中：Ii：第i个基本事件的结构－位置重要度；Cj：第j个最小割集；Rj：第j个最小割集中的基本事件数；Xi：第i个基本事件；N：最小割集的数目；：对包含基本事件i的所有最小割集求和。由公式可得出：I1=(1/28)[(1/3)8+(1/4)20]=7.67/28;I2=1.33/28;I3=1.33/28;I4=5/28;I5=2.5/28;I6=2.5/28;I7=0.67/28;I8=0.67/28;I9=0.67/28;I10=0.67/28;I11=0.5/28;I12=0.5/28;I13=0.5/28;I14=0.5/28;I15=0.5/28;I16=0.5/28;I17=0.5/28;I18=0.5/28;I19=0.5/28;I20=0.5/28。4结论通过故障树定性分析可知，灼伤事故数共有28组最小割集，也就是说炉前灼伤事故可能有28种途径。例如：K11={x1,x4,x6,x14}这组最小割集表明：当人将湿铁器捅入液体渣铁中时，产生爆炸力。当爆炸力超过渣铁自身粘结力时，就引起渣铁飞溅。当人在渣铁飞溅范围内站位不当时，飞溅的渣铁冲向人体，发生灼伤事故。同时通过分析还找到了发生事故的主要原因和一些重要原因。在这28种途径中，经过对众多灼伤事故统计分析得知，K1、K2、K5、K10、K12、K13、K14、K22、K24、K28发生的频率相对高些。在这些最小割集中大都存在X1、X4、X63种元素，对于这3种元素，X4根据生产实际没有消除的可能，故只有切断X1、X6，使事故链不能形成，最有效。事实上，无论消除这些组合中哪一个元素都能起到消除事故的目的，然而每一个元素存在的特性不一，消除的难易程度也不一。故根据各元素消除的难易程度，可制定以下防范措施：（1）每一例灼伤事故都与劳保用品没起作用有关，因此加强劳保用品的管理是消除灼伤事故的一个有效办法。它包括劳保用品的完善，劳保用品的正确使用，劳保用品质量的检查以及劳保用品的维护等。（2）人在工作中所处的位置不当，也极易导致事故的发生，因此出铁放渣时要站在一个适当的位置。（3）渣铁沟边严禁有渣粒杂物，每次放渣出铁前清扫一次，出铁放渣时不准跨越渣铁沟。（4）铁沟底严禁有积铁。（5）渣罐中有水时严禁渣中带铁，应加高加厚沙墙，铁罐严禁潮湿装铁水。（6）严禁潮湿铁器捅入渣铁中。（7）铁口潮湿应烘干再出铁。（8）渣铁口跑风时应及时堵口。（9）要加强炉前设备的点检和维护，谨防设备损坏时人工代替机械干危险大的工作。为了加强对炉前灼伤事故的控制，炉前现场的管理，安全管理是一个有效的办法，根据事故分析，特编制炉前防灼伤安全检查表（见下页表1）表1炉前防灼伤安全检查表被检车间班次现场人数检查时间序号检查内容检查标准是与否1工作服工作服没有破洞、扭扣齐全2安全帽没有破损，有帽带3劳保鞋无破损，无其它鞋种4防护镜无破损，齐全5劳保用品的穿戴工作时安全帽系带，工作服系扣，劳保裤罩严鞋口，带手套，防护镜护目6渣沟沟边无残留渣子，渣沟内无水，无杂物7主铁沟主铁沟底平滑无积铁，放捅条棍处无积水8小坑小坑边无残留渣子，坑边无积水无氧气管工具9电炮室窗子有遮挡，玻璃完好10铁口天车窗子完好，出铁前后无使用天车现象11渣口渣口不漏水，无人工开堵渣口12人员站位铁口、渣口下面不站人，人员站立安全13工作期间劳动纪律出铁、放渣、清渣期间无嬉戏打闹，注意力集中14现场现场有条理无杂物，备件有定置15照明照明状况好16工作人员无违章作业17渣罐有水时，渣内无炮泥、湿沙、沙墙厚高备注参加人员作者单位：河南省安阳钢铁集团有限公司