安全系统工程课程设计报告(3)

2021-09-24 16:26

e.可选择最感兴趣的事故作为顶上事件进行分析。

f.分析人员必须非常熟悉对象系统,具有丰富的实践经验,能准确和熟练应用分析方法。常会出现不同分析人员编制的事故树和分析结果不同的现象。

g.复杂系统的事故树往往很庞大,分析计算的工作量大。

h.进行定量分析时,必须知道事故树中各事件的故障数据,若数据不准确,定量分析就不能进行。

(三)事故树基本程序

事故树的分析程序,常因分析对象、分析目的、粗细程度的不同而不同,但

主要的内容包括:熟悉系统、事故调查、确定顶上事故、原因时间调查、建造事故树、修改和简化事故树、定性和定量分析、制定安全措施。

事故树分析法大致包括以下几个步骤。

a.编制事故树模型。根据以往发生火灾或爆炸的原因和积累的经验利用教学方法构思出一种树形事故过程模型。

b.化简事故树。

(1)求最小割集。最小割集是引起顶上事件发生的最起码的基本事件的集合。

(2)求最小径集。最小径集是使顶上事件不发生所必须的最低限度的径集。

(3)利用最小割集或最小径集排出结构重要度。

(4)求出事件的结构重要度,概率重要度,临界重要度对事件进行定量分析。

(5)对事故原因进行分析,提出预防和改进措施。

二、矿井瓦斯爆炸事故树定性及定量分析

(一)最小割集及径集分析

建立事故树,为了分析矿井瓦斯爆炸事故发生的原因,根据事故树分析法,,综合考虑有可能引发火灾爆炸事故的各个基本因素,建立事故树。事故树中的顶事件、中间事件和各基本事件的说明如下表所示

根据所做的事故树可得:

T=X1X2A1A2

= X1X2(A3+A4+A5+A6)( A7+X19+ X20+A8+A9)

=X1X2(X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14)(X15+X16+X17+X18+X19 +X20+X21+ X22+X23+X24+X25+X26+X27)

根据布尔代数法进行逻辑运算和化简求得最小割集12*13=156个

最小割集如下:

K1-13= X1X2X3(X15+X16+ +X26+X27) K14-26= X1X2X4(X15+X16+ +X26+X27) K27-39= X1X2X5(X15+X16+ +X26+X27) K40-52= X1X2X6(X15+X16+ +X26+X27) K53-65= X1X2X7(X15+X16+ +X26+X27) K66-78= X1X2X8(X15+X16+ +X26+X27) K79-91= X1X2X9(X15+X16+ +X26+X27) K92-104= X1X2X10(X15+X16+ +X26+X27) K105-117= X1X2X11(X15+X16+ +X26+X27) K118-130= X1X2X12(X15+X16+ +X26+X27) K131-143= X1X2X13(X15+X16+ +X26+X27) K144-156= X1X2X14(X15+X16+ +X26+X27) 由此可知矿井瓦斯爆炸事故的可能途径有156种之多,证实了矿井瓦斯发生爆炸的危险性大, 因此需要制定切实有效的措施加以预防和管理。

求最小径集:

T’=X’1+X’2+A’1+A’2

=X’1+X’2+A’3A’4A’5A’6+A’7X’19 X’20A’8A’9

=X’1+X’2+X’3X’4X’5X’6X’7X’8X’9X’10X’11X’12X’13X’14+X’15X’16X’17X’18X’19 X’20X’21 X’22X’23X’24X’25X’26X’27

由此可知最小径集只有四个。最小径集如下:

P1={ X1}

P2={ X2}

P3={X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14}

P4={X15X16X17X18X19X20X21X22X23X24X25X26X27}

由此可知有四种避免顶事件发生的可能途径,只要保证任何一组最小径集中基本事件的集合都不发生"顶上事件便不会发生。

(二)顶事件概率

各基本事件的概率均假设为0.02

T=X1X2(X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14)(X15+X16+X17+X18+X19 +X20+X21+ X22+X23+X24+X25+X26+X27)

∴P(T)=P(X1)P(X2)(P(X3)+P(X4)+ +P(X13)+P(X14))(P(X15)+P(X16)+ +P(X26)P(X27))

=0.02*0.02(0.02+0.02+ +0.02+0.02)(0.02+0.02+ 0.02+0.02)

=2.496×10-5

(三)各基本事件的结构重要度

结构重要度分析,是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度,即在不考虑各基本事件的发生概率,或者说假定各基本事件的发生概率都相等的情况下,分析各基本事件的发生对顶事件发生所产生的影响程度,一般用Iφ(i)表示。基本事件结构重要度越大,它对顶事件的影响程度就越大,反之亦然。

通过分析最小径集及最小割集可得到各基本事件的结构重要度排序如下: Iφ(1)=Iφ(2)>Iφ(3)=Iφ(4)=Iφ(5)=Iφ(6)=Iφ(7)=Iφ(8)=Iφ(9)=Iφ(10)=Iφ

(11)=Iφ(12)=Iφ(13)=Iφ(14)>Iφ(15)=Iφ(16)=Iφ(17)=Iφ(18)=Iφ(19)=Iφ(20)=Iφ(21)=Iφ(22)=Iφ(23)=Iφ(24)=Iφ(25)=Iφ(26)=Iφ(27)

(四) 各基本事件的概率重要度

基本事件的结构重要度分析只是按事故树的结构分析各基本事件对顶事件的影响程度,所以,还应考虑各基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响,即对事故树进行概率重要度分析。

事故树的概率重要度分析是依靠各基本事件的概率重要度系数大小进行定量分析。所谓概率重要度分析,它表示第i个基本事件发生的概率的变化引起顶事件发生概率变化的程度。

P(T)

q1 =P(X2)(P(X3)+P(X4)+ +P(X13)+P(X14))(P(X15)+P(X16)+

+P(X26)P(X27))=0.001248 Ig(1)=

同理可得:

Ig(2)=0.001248

Ig(3)=Ig(4)= =Ig(13)=Ig(14)=0.000104

Ig(15)=Ig(16)= =Ig(26)=Ig(27)=0.000096

(五) 各基本事件的临界重要度

根据一般当各qi不等时,改变qi大的Xi较容易,但概率重要度系数并未反映qi变化,考虑从本质上反映Xi在FT中的重要程度。

临界重要度分析,它表示第i个基本事件发生概率的变化率引起顶事件概率的变化率;相比概率重要度关键重要度,更合理更具有实际意义。

1Ic(1)= Ig(1)×P(T) =0.001248×2.496×10q0.02-5同理可得:

Ic(2)=1

Ic(3)=Ic(4)= =Ic(13)=Ic(14)=0.083333

Ic(15)=Ic(16)= =Ic(26)=Ic(27)=0.076923

第三编 原因、后果及预防措施

一、煤矿发生瓦斯爆炸的原因

煤矿发生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的,但总的来说分为客观原因和主观原因两种。主观原因就是瓦斯积聚和引爆火源的存在;客观原因与自然条件、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所导致的。

⑴瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足而引起瓦斯积聚;有9起主要是因局部通风机安装位置不当,风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足而造成瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

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