安全风险事故树分析法在铵梯生产线销爆处过程中的应用1

安全风险事故树分析法在拆除铵梯炸药生产线销爆处理过程中的应用摘要采用事故树分析法,建立了以发生火灾或爆炸事故为顶上事件的事故树,从分析事故发生因果关系中的顶上事件开始,直到基本事件,由果到因、自上而下地分析了拆除铵梯炸药生产线销爆处理过程中的危险因素。通过对其销爆处理过程中潜在危险因素的系统分析,得到了事故树的各阶最小割集,确定了其销爆过程中的主要危险源,提出了相应的安全预防措施,保证了拆除铵梯炸药生产线销爆处理过程中的安全。关键词:销爆;事故树;最小割集;安全评价;火灾爆炸事故山西江阳兴安民爆器材有限公司根据《民用爆破器材“十一五”规划纲要》的要求，需对其江阳生产区610工房淘汰的铵梯炸药生产线设备、设施进行销爆拆除。销爆处理主要设备范围：ZY60型六头自动装药机二台；29-45型双轴装药机六台；平螺旋输送机25米；平回螺旋输送机25米；沥青锅一台；因生产过程中主要原材料为:⑴.梯恩梯：吸湿性小，微溶于水。冲击感度在10㎏重锤、落高25㎝、药量0.05g的标准落锤试验条件下，爆炸百分数4～8%。⑵.硝酸铵：易溶于水，在水中溶解度随温度升高而增大。纯硝酸铵是一种钝感爆炸物，以冲击感度为例，用20㎏重锤、落高1m时不爆炸，随温度的升高，冲击感度增大。在散热不良或密闭条件下迅速加热到260～280℃即可发生爆炸。⑶.木粉：易燃。为了系统分析铵梯炸药生产线在销爆处理过程中可能存在的潜在危险因素,建立了以发生火灾或爆炸事故为顶上事件的事故树,运用事故树分析法对销爆过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价,预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件。其目的是采取相应的管理手段和安全防范措施,最大限度地消除危险和限制事故的严重程度,把事故可能造成的人身安全和财产的损害减少到最低限度。1事故树的建立事故树分析程序按其目的和要求的精度不同而不同,一般采用以下分析程序:1)确定分析系统,即确定系统所包括的内容及其边界范围;2)熟悉分析系统,熟悉系统的整个情况,包括系统性能、运行情况、操作步骤及各种重要参数;3)调查系统发生事故的可能性,在收集过去事故实例和事故统计的基础上,估计系统可能发生的事故;4)估计事故的危险等级,确定事故树的顶上事件;5)调查与顶上事件有关的所有事件,这些原因事件包括:设备的元件故障,原材料、半成品、工具等的缺陷;生产管理,指挥、操作上的失误和错误;以及影响顶上事件发生的环境因素;6)绘制事故树图,按照演绎分析的原则,从顶上事件起,逐级分析各自的直接原因事件,根据彼此间的逻辑关系,用逻辑门的连接方法,上一层事件是下一层事件的必然结果,下一层事件是上一层事件的充分条件;7)事故树的定性分析,主要内容有:计算事故树的最小割集或最小径集;计算基本事件的结构重要度;分析各事故类型的危险性,确定防范措施;8)事故树的定量分析,主要内容有:确定引起事故发生的各基本事件的发生概率;计算事故树顶上事件的概率;计算基本事件的概率重要度和临界重要度;9)安全评价,根据顶上事件可能发生的事故概率及系统严重度确定系统损失率,评价系统的危险性,找出降低顶上事件事故概率的最佳方式。事故树评价最突出的优点是可以评价出事故发生的概率和找出事故的直接原因事件,并可以分析出事故的潜在原因事件。由于事故的直接原因事件概率不易统计,所以目前一般不作事故概率计算,但可以进行定性分析,找出事故原因事件,这是十分重要的。选取“火灾或爆炸事故”作为顶上事件,认真分析在销爆过程中可能引起火灾或爆炸事故的因素[5]之后,建立了事故树,目的在于寻找导致顶上事件发生最直接的、必要的和充分的原因。销爆过程中火灾或爆炸事故树图见图1事故树中各代码的含义表1代码含义代码含义代码含义T火灾和爆炸事故X1明火X7水冲洗A点火源X2撞击火花X8水蒸气冲洗B木粉堆积X3电火花X9人体静电放电C静电X4射频电（如手机等）X10水冲洗过程中水流太快D硝酸铵堆积X5销爆剂置换X11静电积累aTNT堆积X6水置换X12接地不良2事故树分析2.1结构函数式T=Aba=aX1X5+aX1X6+aX1X7+aX1X8+aX2X5+aX2X6+aX2X7+aX2X8+aX3X5+aX3X6+aX3X7+aX3X8+aX4X5+aX4X6+aX4X7+aX4X8+aX9X5+aX9X6+aX9X7+aX9X8+aX10X11X12X5+aX10X11X12X6+aX10X11X12X7+aX10X11X12X82.2最小割集割集也叫做截集或截止集,它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。也就是说事故树中一组基本事件的发生,能够造成顶上事件发生,这组基本事件就叫割集。引起顶上事件发生的基本事件的最低限度的集合叫最小割集。通过对事故树的分析,可以得到24个最小割集:K1={a,X1,X5},K2={a,X1,X6},K3={a,X1,X7},K4={a,X1,X8},K5={a,X2,X5},K6={a,X2,X6},K7={a,X2,X7},K8={a,X2,X8},K9={a,X3,X5},K10={a,X3,X6},K11={a,X3,X7},K12={a,X3,X8},K13={a,X4,X5},K14={a,X4,X6},K15={a,X4,X7},K16={a,X4,X8},K17={a,X9,X5},K18={a,X9,X6},K19={a,X9,X7},K20={a,X9,X8},K21={a,X10,X11,X12,X5},K22={a,X10,X11,X12,X6},K23={a,X10,X11,X12,X7},K24={a,X10,X11,X12,X8}。2.3结构重要度分析根据以上结果,运用结构重要度近似判别式[6]可以计算出12个基本事件和1个条件事件的结构重要度系数。计算结果如下：Iφ(a)=0.9976Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(9)=0.6836Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=0.7775Iφ(10)=Iφ(11)=Iφ(12)=0.2275因此Iφ(a)Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(9)Iφ(10)=Iφ(11)=Iφ(12)2.4评价结论由计算结果可以看出,TNT堆积是销爆过程中发生火灾或爆炸事故的主要因素。条件事件a(TNT堆积)结构重要度最大,是燃爆事故发生的最重要条件,因此,在销爆的过程中必须采取必要的预防措施,减少TNT堆积区域。3事故预防措施通过对铵梯炸药生产线销爆处理过程中火灾或爆炸事故的分析与评价,可以看出在铵梯炸药生产线销爆处理过程中存在很多危险因素。由于铵梯炸药生产线多年连续生产，TNT、硝酸铵、木粉多年积存，尤其是TNT大量附着在设备表面，同时需要拆除销爆处理的设备较为复杂，附件较多等都增加了销爆处理过程中的火灾及爆炸危险性。为确保销爆工作安全顺利进行,根据事故树分析提出相应的安全预防措施。1)强化技术培训和管理对进入现场操作的工人进行培训,要求持证上岗,确保进入现场的人员都必须做到:懂原理、懂构造、懂性能、懂工艺流程。销爆现场必须严格执行工房定员、定量制度。2)消除点火源所有现场工作人员必须穿防静电工作服,禁止穿钉鞋进入销爆现场;禁止将通讯工具(如手机等)带入现场。工作过程中严禁违章作业;严禁敲打、锤击设备。3)采取水蒸气熏蒸技术措施用水蒸气对所有设备冲洗后用喷灯熏蒸进行处理,水蒸气冲洗过后，用喷灯对设备进行细致熏蒸，这时如果遇到操作失误,就会发生火灾。所以要尽量减少负责其他工作的人员和人员走动。然后再次用水进行冲洗全部设备。4)采取意外事故预防和应急措施在整个销爆过程中,所有消防器材都必须到位,并制订较周密细致的灭火方案。清理储罐时现场有消防车和救护车执勤,消防员必须了解灭火预案。5)采取有效的安全警戒措施在现场外划定危险范围,派专人警戒,禁止车辆和无关人员进入现场。