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1、事故致因理论,主要内容,1.事故频发倾向论2.事故因果论3.扰动起源论（“P理论”）4.能量转移论5.轨迹交叉论6.人因素的系统理论7.综合原因论,代前言：事故致因理论的由来,20世纪初，世界工业生产已初具规模。蒸汽动力（瓦特于17651790年不断完善蒸汽机）和电力机械（1831年10月，英国科学家法拉第发明发电机；1834 德国的雅可比发明直流发动机。 1888南斯拉夫裔美国人特斯拉发明了交流电动机）取代了作坊中的手工器具。由于当时的机器都没有安全防护装置，对工人不进行培训，日工作时间长达13个小时，伤亡事故频繁发生。1909年美国工业死亡事故高达3万起，百万工时死亡率多达150 200人
2、。美国宾夕法尼亚钢铁公司，1901 1904年2200名职工中竟有1600人在事故中受到伤害。面对工人生命受到严重威胁，企业主态度消极。第一个单因素理论“事故频发倾向论”应运而生。,一、事故频发倾向论,事故频发倾向（Accident Proneness）是指个别人容易发生事故的、稳定的、个人的内在倾向。事故频发倾向论1919年英国的格林伍德（M. Greenwood）和伍兹（H. H. Woods）对许多工厂里事故发生次数资料按如下三种统计分布进行了统计检验： 泊松分布（Poisson Distribution） 偏倚分布（Biased Distribution） 非均等分布（Distribu
3、tion of Unequal Liability）,他们通过统计分析，结果发现，工厂中存在着事故频发倾向者。 1939年，法默（Farmer）和查姆勃（Chamber）明确提出了事故频发倾向论的概念，认为：事故频发倾向者的存在是工业事故发生的主要原因。缺陷：过分夸大了人的性格特点在事故中的作用。认为工人性格特征是事故频繁发生的唯一因素。在运用上，用某种方法将有事故倾向的工人与其他人区别开来，并依此作为解雇工人的依据。,事故频发倾向者往往具有以下特征：1）感情冲动，容易兴奋；2）脾气暴躁；3）慌慌张张，不沉着；4）动作生硬而工作效率低；5）喜怒无常，感情多变；,6）理解能力低、判断和思考能力差
4、；7）极度喜悦和悲伤；8）厌倦工作，没有耐心；9）处理问题轻率、冒失；10）缺乏自制力。,2.2海因里希事故连锁理论1936年由美国人海因里希（W.H.Heinrich）提出了事故因果连锁理论。海因里希认为，伤害事故的发生是一连串的事件，按一定因果关系依次发生的结果。他用五块多米诺骨牌来形象地说明这种因果关系，即第一块倒下后，会引起后面的牌连锁反应而倒下，最后一块即为伤害事故。因此，该理论称为“多米诺骨牌”理论。多米诺骨牌理论建立了事故致因的事件链这一重要概念，并为后来者研究事故机理提供了一种有价值的方法。,海因里希曾经调查了75000件工伤事故，发现其中有98%是可以预防的。在可预防的工伤事
5、故中，以人的不安全行为为主要原因的事故占89.8%，而以设备的、物质的不安全状态为主要原因的只占10.2%。按照这种统计结果，绝大部分工伤事故都是由于工人的不安全行为引起的。海因里希还认为，即使有些事故是由于物的不安全状态引起的，其不安全状态的产生也是由于工人的错误所致。因此，这一理论与事故倾向性格论一样，将事件链中的原因大部分归于工人的错误，表现出时代的局限性。,最初，海因里希把工业伤害事故的发生描述为具有左图因果关系的时间连锁。（1）人员伤亡的发生是事故的结果；（2）事故的发生是人的不安全行为和物的不安全状态所致；（3）人的不安全行为、物的不安全状态是由人的缺点造成的；（4）人的缺点是由不
6、良环境诱发的，或者是由于先天的遗传因素造成的。最终形成五因素事故致因模型，如下图。,多米诺骨牌连锁理论模型,多米诺股牌理论的数学模型,若以A0代表伤亡事故发生这一事件，根据多米诺股牌模型，伤亡事故A发生，必须具备条件A、M、P、H、D五块骨牌都倒下，即，这五块骨牌代表的事件都发生才行（与门），故：A 0= A M P H D据此可得：PA0= PA PM PP PH PDA、M、P、H、D这五个事件的概率都是1 的，所以PA01，说明伤亡事故的概率是很小的。如果抽出其中的一块牌（如H=0），则有：PA0= PM PP 0 PD PA=0 于是A0即为不可能事件，伤亡事故就不会发生了。,2.3海
7、因里希工业安全公理海因里希在20世纪2030年代总结了当时工业安全的实际经验，在工业事故预防一书中提出了所谓的“工业安全公理”，该公理包括10项内容，又称为“海因里希10条”。（1）工业生产过程中人员伤亡的发生，往往是处于一系列因果连锁的末端的事故的结果；而事故常常起因于人的不安全行为和（或）机械、物质（统称为物）的不安全状态。（2）人的不安全行为是大多数工业事故的原因。,（3）由于不安全行为而受到了伤害的人，几乎重复了300次以上没有造成伤害的同样事故。即人在受到伤害之前，已经经历了数百次来自物方面的危险。,（4）在工业事故中，人员受到伤害的严重程度具有随机性。大多数情况下，人员在事故发生时
8、可以免遭伤害。（5）人员产生不安全行为主要有以下原因： 不正确的态度。 缺乏知识或操作不熟练。 身体状况不佳。 物的不安全状态或不良的环境。 这些原因是采取措施预防不安全行为的依据。,（6）防止工业事故的四种有效的方法是： 工业技术方面的改进； 对人员进行说服、教育； 人员调整； 惩戒。（7）防止事故的方法与企业生产管理、成本管理及质量管理的方法类似。（8）企业领导者有进行事故预防工作的能力，并且能把握进行事故预防工作的时机，因而应该承担预防事故工作的责任。,（9）专业安全人员及车间干部、班组长是预防事故的关键，他们工作的好坏对能否做好事故预防工作产生影响。（10）除了人道主义动机之外，下面两
9、种强有力的经济因素也是促进企业事故预防工作的动力。 安全的企业生产效率也高，不安全的企业生产效率也低。 事故后用于赔偿及医疗费用的直接经济损失，只不过占事故总经济损失的1/5。,2.4海因里希对事故预防的贡献海因里希定义事故预防是为了控制人的不安全行为、物的不安全状态而开展以某些知识、态度和能力为基础的综合性工作及一系列相互协调的活动。 很早以来，人们就通过图211所示的一系列努力来防止工业事故的发生。掌握事故发生及预防的基本原理，拥有对人类、国家、劳动者负责的基本态度，以及从事事故预防工作的知识和能力，是开展事故预防工作的基础（即社会因素） 。在此基础上，事故预防工作包括五个阶段的努力。,图
10、21事故预防五阶段模型,实施改进措施,制定改进措施,查找事故原因,查找事故隐患,建立健全事故预防体系,社会因素,（1）建立健全事故预防工作组织，形成由企业领导牵头的，包括安全管理人员和安全技术人员在内的事故预防工作体系，并切实发挥其效能。（2）通过实地调查、检查、观察及对有关人员的询问，加以认真的判断、研究，并对事故原始记录反复研究，收集第一手资料，找出事故预防工作中存在的问题（事故隐患）。（3）分析事故及不安全问题产生的原因。它包括弄清伤亡事故发生的频率、严重程度、场所、工种、生产工序、有关的工具、设备及事故类型等，找出其直接原因和间接原因，主要原因和次要原因。 （4）针对分析事故和不安全问
11、题得到的原因，选择恰当的改进措施。改进措施包括工程技术方面的改进、对人员说服教育、人员调整、制定及执行规章制度等。,（5）实施改进措施。通过工程技术措施实现机械设备、生产作业条件的安全，消除物的不安全状态；通过人员调整、教育、训练，消除人的不安全行为。在实施过程中要进行监督。以上对事故预防工作的认识被称作事故预防工作五阶段模型。该模型包括了企业事故预防工作的基本内容。但是，它把实施改进措施作为事故预防的最后阶段，不符合“认识一实践一再认识一再实践”的认识规律以及事故预防工作永无止境的客观规律。因此，对事故预防五阶段模型进行改进，得到图212所示的模型。,图22改进的事故预防模型,2.5其它的事
12、故因果连锁理论博德事故因果连锁理论 亚当斯事故因果连锁理论 北川彻三事故因果连锁理论 其中博德的事故因果连锁过程同样为5个因素，但每个因素的含义与海因里希的都有所不同： 第一：管理缺陷 第二：个人及工作条件的原因 第三：直接原因 第四：事故 第五：损失,博德事故因果连锁理论,博德事故因果连锁理论介绍（1）与海因里希事故因果连锁理论的差异在海因里希的事故因果连锁中，把遗传和社会环境看作事故的根本原因。尽管遗传因素和人员成长的社会环境对人员的行为有一定的影响，却不是影响人员行为的主要因素。博德认为，在企业中，如果管理者能够充分发挥管理机能中的控制机能，则可以有效地控制人的不安全行为和物的不安全状态
13、。（2）主要内容1）控制不足管理。事故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理，安全管理人员的工作要以得到广泛承认的企业管理原则为基础。控制是管理机能（计划、组织、指导、协调及控制）中的一种机能。,安全管理中的控制是指损失控制，包括对人的不安全行为、物的不安全状态的控制是安全管理的核心。2）基本原因起源论。为了从根本上预防事故，必须查明事故的基本原因，并针对查明的基本原因采取对策。,导致事故发生的基本原因-管理,个人原因,工作条件,缺乏知识；缺乏技能；动机不正确；身体问题；精神问题等,操作规程不合理；设备、材料不合格；磨损及异常的使用方法；温度、湿度、压力、粉尘；有毒有害气体；蒸汽、通风、噪声、照
14、明；其它环境因素等,（3）直接原因征兆。不安全行为和不安全状态是事故的直接原因，这一直是最重要，必须加以追究的原因。但是直接原因不像基本原因那样是深层原因，而是一种表面现象。在实际工作中，如果只抓住了作为表面现象的直接原因而不追究其背后隐藏的深层原因，就永远不能从根本上杜绝事故的发生。安全管理人员应该能够预测及发现这些作为管理欠缺的征兆的直接原因，采取恰当的改善措施；同时，为了在经济上可能及实际可能的情况下采取长期的控制对策，必须努力找出其根本原因。（4）事故接触。从实用的目的出发，往往把事故定义为最终导致人员肉体损伤、死亡，财务损失、不希望的事件。事故应当看作，是人的身体或构筑物与超过其阙值
15、的能量的接触，或人体与妨碍正常生理活动的物质的接触。,防止事故就是防止接触。为了防止接触，可以通过改进装置、材料及设施防止能量释放，通过训练提高工人识别危险的能力、佩戴个人保护用品等来实现。（5）伤害损害损失。博德模型中的伤害，包括了工伤、职业病，以及对人员精神方面、神经方面或全身性的不利影响。人员伤害及财物损坏通称为损失。博德认为，在许多情况下，可以采取恰当的措施使事故造成的损失最大限度的减少。例如，对受伤人员的迅速抢救，对设备进行抢修以及平日对人员进行应急训练等。,亚当斯事故因果连锁模型亚当斯提出与博德事故因果连锁模型相似的事故因果连锁模型。,在该因果连锁理论中，第四、五个因素基本与博德相
16、似。这里把事故的直接原因、人的不安全行为及物的不安全状态称作现场失误。本来不安全行为和不安全状态试生产过程中错误行为及生产条件方面的问题。这里旨在提醒人们注意不安全行为和不安全状态的性质。该理论的中心在于对现场失误的背后原因进行深入研究。操作人员的不安全行为及生产作业中的不安全状态灯现场失误，是由于企业领导者及事故预防工作人员的管理失误造成的。管理人员在工作中的差错或疏忽，企业领导人决策错误或没有作出决策等失误，对企业的经营管理及事故预防工作具有决定性的影响。管理失误反映企业管理系统中的问题。,北川彻三的事故因果连锁,案例-湖南衡阳特大建筑火灾事故,【案情】2003年11月3日零晨5时许，湖南
17、省衡阳市一商住楼因底层经商户用硫磺熏烤“八角”，致使“八角”起火而蔓延整栋大楼，在消防官兵奋力抢险中，大楼第3,4两个单元突然坍塌，将部分消防官兵压在废墟下，虽经全力抢救，仍造成20名消防官兵壮烈牺牲的重大伤亡事故。经济损失以及在人们心灵深处的创伤更是不可估量。这是新中国成立以来消防官兵扑救火灾伤亡最惨重的一次，震惊全国。,一、现场堪察情况 坍塌的商往楼位于该市的珠晖区，建筑名称衡州大厦，建筑面积9300平方米，主体建筑高8层，局部9层，建筑格局为“回”字形的四合院，钢筋混凝土结构。该大厦离周围建筑物相隔小于6m，尤其距富贵家具城地面间距仅3.1m，空中间距小于2m，西面的消防通道，南头宽3.
18、 7m，北头宽仅3m，整栋楼仅配套5只消防栓，其中一个上锁，一个没有水压。,二、事故发生经过 2003年11月3日晚，一赵姓经商户在无人看管的情况下用硫磺熏烤“八角”，在零晨5时许火灾从一楼仓库引起，并迅速向上蔓延。衡阳市消防支队于11月3日5时30分接警后迅即即调集4个公安消防支队，4个专职消防队16台消防车，200多名消防官兵先后赶赴现场救火，经消防官兵全力抢救，大厦住的94户412名居民全部安全疏散，无一伤亡。由于建筑物为“回”字形格局，消防车只能从四周向大厦喷水灭火，在外围火势被控制后，天井内的火焰较猛，为了尽快控制火势，两支小分队往中间挺进灭火，因大厦西面和南面的消防通道堵塞，防火间
19、距不够，给灭火造成很大困难，官兵们不得不深人到中部去灭火。8时40分左右在没有发生任何征兆的情况下大厦的第3, 4两个单元突然坍塌，将几十名消防官兵压在废墟下，经过消防、武警、公安、城建等部门72小时的昼夜抢救，20名消防官兵壮烈牺牲，11名消防官兵光荣负伤，数名人员重伤。,【问题】根据上述事故案例案情，分析回答以下问题: 1.试根据上述事故资料分析这起重大事故发生的直接原因和间接原因; 2.试用事故致因理论的事故模式分析这起事故; 3.提出防止同类事故发生措施的建议; 4.谈谈你对这起重大事故的看法和感受。,1.这起事故的直接原因是: 由于赵姓经商户在无人看管的情况下用硫磺熏烤“八角”，在零
20、晨5时许火灾从一楼仓库引起，并迅速向上蔓延。导致大厦的支撑结构被损坏，在重载下倒塌。,事故的间接原因是: a.消防设施不配套 大厦与四周建筑物间距太小，消防车道不能畅通，局部车道仅为3m宽，偌大一个住宅区仅配套5只消防栓且不是上锁就是没水压，迫使消防车不得不到远处装水，一去一来耽误了灭火的时间，加速了火焰对建筑物的破坏。 b.管理不到位 物业管理员以及各经商户安全意识淡薄，物业管理人员任由经商者私自在仓库内发火，尤其在无人管理的情况下深夜熏烤“八角”，严重地违反动火规定。,c.建筑单位资质证明不全 经联合调查组取证原永丰资源开发建筑衡州大厦时，无建筑工程管理局的资质证明、无工程施工许可证、无监
21、督和安全监督。d.擅改规划设计和一楼使用性质 开发商私自更改规划设计平面布置图，将原来三栋平行建筑楼改为“回”字形的四合院，并将原设计的7层楼增至8层，局部增至9层，增大了下部房柱的承载力，擅自改变楼房的使用性质，将一楼的商业网点改为仓库，增大了火灾荷载。,2.该事故是一起典型的“二次灾害”事故，符合事故连锁模型的规律。 首先事故是一起火灾事故，随着事故的发展，最终以一起坍塌事故造成重大伤亡。从这一起事故案例中，我们应该吸取深刻的教训，建立防范事故二次灾害的意识，对事故连锁规律进行反省。最大限度地避免同类事故发生。,3.事故防范措施 a.职能部门应严格依照程序核定、审批及监督各项建筑工程，严禁
22、违法、违规的建筑讯息工期和交付使用，否则追究政府职能部门的管理责任及刑事责任，并且严格按建筑安全检查标准审核建筑物的市政、消防设施，严禁消防设施如消防车道、安全通道、消防栓、消防水压配置不符合标准的现象。 b.任何建筑开发公司或使用人无权更改建筑设计及建筑结构以及房屋使用的性质。,c.加强建筑物的安全管理力度，增强物业管理人员的安全防火意识，普及安全基本知识的教育，提高监督管理水平，防患于未然。 d.消防部门在消防工作中应加强对房屋建筑材料、房屋建筑结构等的有关知识，提高对危险源的判别能力。 e.加强科学研究，对火灾科学与消防工程、建筑材料与建筑结构工程、热物理、流体力学、固体力学及结构力学等
23、科学技术理论方法的交冰研究，提高建筑物的消防技术标准和管理手段，从本质上杜绝火灾坍塌事故的发生。,4.分析思考要点:事故直接原因的可控性事故是可避免的;工程质量的基础原因;灭火前的现场评估;灭火方案的设计等。,事故类型案例举例,案例1：“321”尿素合成塔爆炸事故（典型的单一连锁模型） 1）事故概况2005年3月21日21时20分左右，平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司发生尿素合成塔爆炸事故。本次事故共造成4人死亡，32人受伤，截至3月28日直接经济损失约780万元。 3月22日济南市人民政府成立了由济南市安监局牵头，市质监局、监察局、总工会、公安局、平阴县人民政府等部门参加的平阴鲁西化工第三化肥
24、厂有限公司321尿素合成塔爆炸事故调查组，并邀请山东省安泰化工压力容器检验中心、济南石油化工设计院和明水化肥厂等单位有关专家参与事故调查。,2）事故经过2005年3月21日，中班接班后生产稳定，合成氨生产能力17.5机，尿素正常负荷0.75MPa。21时20分左右，尿素合成塔突然发生爆炸并起火。整个尿素车间主框架燃起大火，由十个筒节组成的尿塔塔体断为三段，由上而下第十节在原地与基础连接，第九节向西南方向打入框架二楼楼梯方向，第一节至八节整体向东北方向飞出约86m，落至造气车间前，将外管架上的部分蒸汽、软水、提氢等管道砸断，坠入地下七、八米深。爆炸产生的强烈冲击波使尿素车间主框架遭到严重破坏，并
25、且摧毁了生产厂区内的大部分门窗玻璃。当班调度员在铜洗岗位听到爆炸声后，意识到发生了事故，启动应急救援预案，用对讲机向值班长下达了紧急停车指令。并赶到大压缩机岗位，要求停压缩机时不准开近路和放空，防止发生意外事故。在确认压缩机全部停机后，又通知总配电室电工拉闸停罗茨鼓风机。此时，供气值班长汇报造气炉均已安全停炉，并封死了气柜进出口水封，断开尿素配电室的电源。21时50分左右，尿素车间主框架火势得到控制。22时左右，厂防化连协助消防队将大火彻底熄灭，由于平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司制订了事故应急救援预案，并在日常定期演练，事故发生时充分发挥应急救援预案的作用，避免了事故的扩大。,3）事故调查现场
26、勘查情况爆炸使塔体断为三部分，第一部分是基座，沿第十筒节环焊缝上侧环向断裂，在原地与基础连接，基座严重变形向南偏西45方向倾斜与地面形成约80的夹角，混凝土破损钢筋裸露。内衬表面焊缝及封头堆焊层为白亮色，内衬表面为棕褐色，托架检查未见明显减薄。第二部分是第九个筒节，向南偏西45斜上方向飞出约12.5m，斜拍在厂西南的控制楼二楼，并反转纵向开裂，开裂面通过安装热电偶位置，除内衬板外的所有层板纵向断裂面的热电偶孔附近及以下区域皆为脆性平断口（总高度为80100cm），且主断裂面附近可看到有大量纵向张口裂纹，纵向主断裂面的上半部分为韧性的斜断口，断口附近各层板上没有其他裂纹。内衬表面为灰黑色，经擦拭
27、可见金属本色。,第三部分是第八筒节以上部分，该部分重约100吨，整体向北偏东30，飞出约86m。该部分断口断面主要部分位于环焊缝上侧。整个断面以斜断口为主，断面向外张成喇叭形，外边向外卷曲。观察内衬表面为棕褐色，焊缝为白亮色，托架检查未见明显减薄。 工艺参数及记录情况由于中国石化集团南京化学工业公司化工机械厂未向平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司提供R1102尿素合成塔的安装、使用、维护说明书，也未对该塔的操作提出具体要求。因此，衡量除温度、压力之外的工艺指标标准，只能参照原化工部化肥司1990年11月组织编写的水溶液全循环法年产四万吨尿素装置生产技术规程（试行）（化学工业出版社出版，以下简称尿素
28、技术规程）。,工艺详解：合成氨流程示意图,尿素合成我国的尿素生产工艺以水溶液全循环法、二氧化碳汽提法、氨气提法为主。,水溶液全循环法尿素生产流程示意图,水溶液全循环法造粒尿素工艺流程图,尿素合成塔构造简介,尿素合成塔内的尿素溶液（氨基甲酸铵溶液）在反应中对碳钢有强烈的腐蚀作用，一旦穿过不锈钢内筒流至碳钢层板以后腐蚀速度会急剧增加，在较短时间就可以腐蚀扩展到穿透筒壁。水溶液全循环法尿素合成塔是用不锈钢和低合金钢制造的多层包扎式高压容器，塔体由多个筒节与上、下封头焊接而成。多层包扎式厚壁圆筒由内筒、盲层与层板3 部分组成，内筒采用超低碳奥氏不锈钢板材，在高压状态下要求严密不漏，并具有抵抗介质腐蚀的
29、能力。多层包扎式圆筒在包扎层板时，靠钢丝索拉紧与焊接的收缩作用使各层间存在有预应力，内层受到压紧力，当筒体承受内压时，由于预应力的作用可以抵消部分拉应力，使筒壁内应力较相同条件下的单层筒体分布均匀，可以提高筒体的弹性承载能力。,尿素合成塔气体检漏原理,目前国内大多数化肥企业的尿素合成塔的日常运行泄漏检测一般采用蒸汽检漏。其方法是检漏管通过承压壳体上的检漏孔盖板，穿过壳体层板进入盲层板上的半圆形环状检漏槽中，向检漏管内通入检漏蒸汽后，蒸汽就在检漏槽流过后被引出壳体。若有介质泄漏时也随检漏蒸汽一起被带出塔外，然后用试纸或酚酞溶液检验蒸汽冷凝液中的氨含量来判断尿素合成塔内层的泄漏情况。,（1）尿素合
30、成塔的操作温度、压力、进塔的CO2纯度、原料气中H2S含量和尿素合成塔出口镍含量均在指标之内。 （2）进尿素合成塔的气体氧含量高于尿素技术规程标准约0.2个百分点。通过对其他小氮肥厂的了解，大多数为了提高尿塔内筒的防腐能力而提高CO2气体的氧含量。 （3）脱盐水Cl指标高于尿素技术规程5mg/L的规定，经核查其中大于5mg/L的分析数据占23.23%，大于6mg/L的数据占12.26%。通过了解的现有技术资料，一般认为：Cl-不是低碳钢的敏感介质，只有在酸性环境下对低碳钢的应力腐蚀起到间接作用。,（4）其他方面一）平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司尿素生产供气采用上海大隆厂的五段压缩机，该设备第五
31、段采用无油润滑，各段注油量在设备说明书中未做明确规定。排油水频率第三段每半小时一次，其余各段每1小时一次，记录明确、排油水频率合理，对防止或减少尿塔顶部产生油层有积极作用。压缩机气缸注油采用13号机械油，闪点为215，实测222230，在合成塔现有正常温度、压力下，不会出现自燃。综合以上两点，基本可以排除因油层自燃而引发尿塔顶部聚积的爆炸性气体发生爆炸的可能性。二）尿素合成塔检漏蒸汽至事故发生前全部保持畅通，检漏蒸汽进出口氨含量之差在0.002%0.007%之间，小于尿素技术规程中0.01%的指标。证明在事故发生前，尿塔衬里无泄漏。,三）查阅事故发生前三个月的设备维修情况记录，尿素合成塔压力调
32、节及温度指示系统完好，仅有尿塔底部温度仪在2005年2月份检修一次，可以排除因压力调节系统失灵而引起超压的可能或因指示不准造成尿塔超温腐蚀的可能（缺3月12日21日维修记录，有仪表保全巡检记录，无异常）。四）2004年尿素系统大修停开车方案符合尿素技术规程要求，但尿塔升温曲线记录在事故中损坏。 五）平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司使用的液氨贮槽为1号、2号槽，容积分别为100m3，单槽允许最高容量50吨。事故发生时，1号槽库存量为35吨，2号槽为42吨。因液相出口位于液氨贮槽底部，因此可以排除因库存低，贮槽气串入尿素系统引发尿素合成塔爆炸的可能性。,六）检查脱碳操作记录：事故发生时闪蒸槽、脱碳塔
33、液位均正常，可以排除变换气串入尿素系统引起尿塔爆炸的可能性。七）平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司对加氧量调节采用从二氧化碳压缩机一段进口加空气的方式补氧。通过原料气分析记录及岗位巡检记录可以表明，事故发生时，原料气中氧含量正常。八）事故发生前，生产调度记录显示：一段进口气量及氧含量基本保持不变，尿塔气相空间中混合气体进入爆炸范围的可能性极小（3月21日事故发生当日的尿素总控操作记录损坏）。,4）事故原因中国石化集团南京化学工业公司化工机械厂所制造的平阴化肥厂尿素合成塔的检漏管采用管螺纹连接方式与16MnR层板连接，该检漏管密封不严或在使用过程中产生松动，使检漏蒸汽漏入到尿塔的层板之间，漏进层板间
34、的蒸汽中的钠等碱离子被浓缩到较高浓度，从而产生了严重的应力腐蚀开裂，并致使尿塔在爆炸前存在了大量和严重的应力腐蚀裂纹。 5）责任认定在爆炸尿素合成塔的设计制造过程中存在以下问题：没有将改变检漏孔结构的情况告知用户。,尿塔的蒸汽检漏孔结构是企业的专利技术，在用于工业生产前没有进行安全性论证评价，也没有对用户的使用安全性进行跟踪评价，违反了锅炉压力容器安全监察暂行条例（国发198222号）第六条的规定。变更尿塔蒸汽检漏孔结构设计，没有办理设计变更手续，违反了锅炉压力容器安全监察暂行条例实施细则（劳锅19826号）第2.1.6条的规定。没有编制安装操作说明书，违反了尿素合成塔技术条件（GB9842-
35、2004）7.3款的规定。技术服务部门发现尿塔使用单位蒸汽检漏孔、透气孔存在非正常使用的现象，没有及时进行信息反馈，质保体系运行不畅，违反了锅炉压力容器安全监察暂行条例实施细则（劳动锅19826号）2.2.2条的规定。,以担心专利技术泄密为由只通知生产车间按新设计执行，而未向用户提供检漏孔的零件图且存档的竣工图和工艺记录卡也与实物不符。在筒体材料代用单中，采用部分主材层板由8mm代用6mm。竣工图纸表明尿塔为14层6，而实物为11层混和板，实物与竣工图纸不符。,平阴鲁西化工第三化肥厂有限公司建立了安全生产管理机构，制定了安全生产责任制、事故应急救援预案、安全规程、工艺规程和岗位操作法；对重大危
36、险源进行了辨识，并采取了相应的监控措施；2004年12月由聊城正信安全评价有限责任公司对危险化学品生产装置进行了现状安全评价，2005年3月8日取得了安全生产许可证；在用的压力容器均通过济南市锅炉压力容器检验研究所的检验，特种作业人员均持证上岗；当班各级领导和操作人员现场指挥、现场操作的行为得当，现场工艺运行数据基本正常。调查组认为：目前没有发现该厂与尿素合成塔爆炸相关联的直接原因。,九）尿素合成塔静电接地检测报告数据显示为0.5，接地电阻数据符合国家有关规定。因此，尿素合成塔发生化学爆炸的激发能源不会是静电聚积。十）根据当地气象部门出具的证据可以证明，事故发生时天气以阴天为主，无雷雨电击情况
37、。因此，天气因素不会成为尿素合成塔发生化学爆炸的激发能源。,6）典型的因果连锁模型,案例2：沧州大化TDI有限责任公司“511”爆炸事故2007年5月11日13时28分，中国化工集团公司沧州大化TDI有限责任公司TDI车间硝化装置发生爆炸事故，造成5人死亡，80人受伤，其中14人重伤，厂区内供电系统严重损坏，附近村庄几千名群众疏散转移。,一、事故单位基本情况 沧州大化TDI有限责任公司成立于1996年，现有职工1000人，1999年9月建成投产。该公司主要产品为甲苯二异氰酸酯（TDI），年生产能力2万吨，2005年进行扩能改造，生产能力达到3万吨/年。2007年4月，扩能项目通过沧州市发展改革
38、委组织的竣工验收。该企业于2005年6月依法取得安全生产许可证，2006年12月并入中国化工集团公司。 发生事故的TDI车间由硝化工段、氢化工段和光化工段三部分组成。硝化工段是在原料二甲苯中加入混硝酸和硫酸经两段硝化生成二硝基甲苯，二硝基甲苯与氢气发生氢化反应生成甲苯二胺，甲苯二胺以邻二氯苯作溶剂制成邻苯二胺溶液，再与光气进行光气化反应生成最终产品甲苯二异氰酸酯（TDI）。,二、事故简要经过 2007年5月10日16时许，由于蒸汽系统压力不足，氢化和光气化装置相继停车。20时许，硝化装置由于二硝基甲苯储罐液位过高而停车，由于甲苯供料管线手阀没有关闭，调节阀内漏，导致甲苯漏入硝化系统。22时许，
39、氢化和光气化装置正常后，硝化装置准备开车时发现硝化反应深度不够，生成黑色的络合物，遂采取酸置换操作。该处置过程持续到5月11日10时54分，历时约12小时。此间，装置出现明显的异常现象：一是一硝基甲苯输送泵多次跳车；二是一硝基甲苯储槽温度高（有关人员误认为仪表不准）。期间，由于二硝基甲苯储罐液位降低，导致氢化装置两次降负荷。 5月11日10时54分，硝化装置开车，负荷逐渐提到42。13时02分，厂区消防队接到报警：一硝基甲苯输送泵出口管线着火，13时07分厂内消防车到达现场，与现场人员一起将火迅速扑灭。13时08分系统停止投料，现场开始准备排料。13时27分，一硝化系统中的静态分离器、一硝基甲
40、苯储槽和废酸罐发生爆炸，并引发甲苯储罐起火爆炸。,三、事故的直接原因： 这次爆炸事故的直接原因是一硝化系统在处理系统异常时，酸置换操作使系统硝酸过量，甲苯投料后，导致一硝化系统发生过硝化反应，生成本应在二硝化系统生成的二硝基甲苯和不应产生的三硝基甲苯（TNT）。因一硝化静态分离器内无降温功能，过硝化反应放出大量的热无法移出，静态分离器温度升高后，失去正常的分离作用，有机相和无机相发生混料。混料流入一硝基甲苯储槽和废酸储罐，并在此继续反应，致使一硝化静态分离器和一硝基甲苯储槽温度快速上升，硝化物在高温下发生爆炸。,四、管理上存在的问题： 生产、技术管理混乱，工艺参数控制不严，异常工况处理时没有严
41、格执行工艺操作规程；在生产装置长时间处于异常状态、工艺参数出现明显异常的情况下，未能及时采取正确的技术措施,导致事故发生。 人员技术培训不够，技术人员不能对装置的异常现象综合分析，作出正确的判断；操作人员对异常工况处理缺乏经验。 这次事故还暴露出工厂布局不合理，消防水泵设计不合理等问题。,事故详解,一、反应方程式,工艺流程示意图,典型事故因果类型：集中、复合连锁模式,案例2：中石油川东钻探公司“12.23”井喷特大事故,3-1 事故经过 2003年12月23日，位于重庆市开县高桥镇晓阳村的中国石油天然气集团公司所属四川石油管理局川东钻探公司钻井二公司川钻12队承钻的罗家16H井发生特别重大井喷
42、失控事故，造成243人死亡（其中石油系统职工2人），直接经济损失9262.71万元。 2003年12月23日2时52分，罗家16H井钻进至深4049.48m时，因更换钻具需要，在仅进行了35min泥浆循环（应该循环90min）的情况下，就开始起钻。 在起钻作业中总共起钻120柱，灌注泥浆38次，但是在操作中没有遵守每3柱钻杆灌满泥浆1次的规定及时灌注泥浆；其中有9次是超过3柱才进行灌浆操作的，最多至提升9柱才进行灌浆。,23日12时因机械故障停止起钻操作，用了4个多小进进行检修。在16时20分检修结束后，没有下钻进行泥浆充分循环即继续起钻作业。 21时55分，录井员发现泥浆溢流，向司钻报告发生
43、井涌，司钻发出井喷警报，井队采取多种措施未能控制局面。至22时4分左右，井喷完全失控，富含硫化氢的天然气大量逸出。 24日15时55分左右，16H井放喷管线点火成功，至此富含硫化氢天然气持续喷出了18h。,3-2 事故原因3-2-1 直接原因1.起钻前泥浆循环时间严重不足。没有按照规定在起钻前要进行90min泥浆循环，仅循35min就起钻，没有将井下气体和岩石钻屑全部排出，使起密封作用的泥浆液柱密度降低，影响密封效果。 2.起钻过程中没有按规定灌注泥浆。没有遵守每提升3柱钻杆灌满泥浆1次的规定，其中有9次是超过3柱才进行灌浆操作的，最多至提升9柱才进灌浆，造成井下没有足够的泥浆及时填补钻具提升
44、后的空间，减少了泥浆柱的密封作用。 3.未能及时发现溢流征兆。当班人员工作疏忽，没有认真观察录井仪，及时发现泥浆流量变化等溢流征兆。,5.卸下钻具中防止井喷的回压阀。有关负责人员违反作业规程，违章指挥卸掉回压阀，致使发生井喷时无法进行控制，导致井喷失控。 6.未能及时采取放喷管点火，将高浓度硫化氢天然气焚烧处理，造成大量硫化氢喷出扩散，导致人员中毒伤亡。,3-2-2 管理原因 1安全生产责任制不落实。该事故的直接原因表现出该井场严重的现场管理不严、违章指挥、违章作业问题。 2工程设计有缺陷，审查把关不严。未按照有关安全标准标明井场周围规定区域内居民点等重点项目，没有进行安全评价、审查、对危险因
45、素缺乏分析论证。 3事故应急预案不完善。井队没有制定针对社会的“事故应急预案”，没有和当地地方政府建立“事故应急联动体系”和紧急状态联系方法，没有及时向当地政府报告事故、告知组织群众疏散的方向、距离和避险措施，致使地方政府事故应急处理工作陷于被动。 4高危作业企业没有对社会进行安全告知。井队没有向当地政府通报生产作业具有的潜在危险、可能发生的事故及危害、事故应急措施和方案，没有向人发民群众做有关宣教工作，致使当地政府和人民群众不了解事故可能造成的危害、应急防护常识和避险措施。由于当地政府工作人员和人民群众没有硫化氢中毒和避险防护知识，致使事故损害扩大（如有部分撤离群众就是看到井喷没有发生爆炸和
46、火灾，而自行返回村庄，造成中毒死亡）。,3-3 已制定的控制措施 （1）2003年9月28日“罗家16H井钻开油气层现场办公要求”的第一条“从钻开油气层前到完钻作业结束必须始终在钻具上安装内放喷工具（包括钻具回压阀和方钻杆上下旋塞） 。” （2）四川石油管理局企业标准（Q/CT097-1998）中9.5.12条也规定：“气层钻进中钻柱必须装上钻具回压阀”。 (3) SY/T64261999钻井井控技术规程中8.5条规定：“必须放喷时，放出的天然气要烧掉，防止天然气与空气混合比达到515的爆炸极限。” （4）SY/T50872003含硫油气井安全钻井推荐作法附录1.1条提出：“硫化氢与空气混合，
47、浓度达4.3%46%时，就形成一种爆炸混合物。” （5）四川石油管理局、西南油气田分公司钻井井控规定实施细则中6.2.7规定“钻井队在现场条件下不能实施井控作业而决定放喷时，放出的天然气应烧掉。” 罗家16H井井喷失控后，存在四条放喷管线放喷的可能性。此时若立即组织放喷，同时在放喷口点燃，损失将会是最小的。,3-4 事故反思 （1）作为高含硫化氢的矿井，全队没有一个职工具有硫化氢预防证书，未进行正规、系统的硫化氢预防培训；刚提拔的一个副司钻在该井中却没有参加过一次预防演练；井控训练也走了过程，但全井却没有做过低泵速试验，也没有做过地层泄漏试验，更没有做过气体上窜速度的测试和计算，这又如何能够进
48、行正确的井控操作呢？ （2）从“12.23”井喷事故中反映出的一个突出问题，是对现行的有关法规和技术标准没有严格执行，并且存在着大量严重违章行为。该井从地质设计开始，就没有按SY5087-93含硫油气田安全钻井法的标准进行。钻井队原来的专职安全员于3年前即改为兼职安全员，川东北气矿由钻井监督行使安全监督监察职责。“钻井监督工作实施细则”上的明确规定，在实际中却并没有被执行。井队有完整的HSE体系文件，但填写的记录只到9月15日。该井队所配备的防毒面具、氧气呼吸器，没按规范标准，严重不足，也没见到记录。,事故模型解析,三、扰动起源论,扰动理论概念介绍1）事件：事故过程包含着一组相继发生的事件。所
49、谓事件是指生产活动中某种发生了的事物，一次瞬间的或重大的情况变化，一次已经避免了或已经导致了另一事件发生的偶然事件。2）行为者：引起事件的人或物称为“行为者” 。事件的发生一定是某人或某物引起的 ，在生产活动中，如果行为者的行为得当，则可以维持事件过程稳定地进行；否则，可能中断生产，甚至造成伤害事故。3）扰动：外界影响的变化为扰动 (Perturbation) 。生产系统的外界影响是经常变化的，可能偏离正常的或预期的情况。扰动将作用于行为者。,扰动理论作用原理当行为者能够适应不超过其承受能力的扰动时，生产活动可以维持动态平衡而不发生事故。如果其中的一个行为者不能适应这种扰动，则自动动态平衡过程
50、被破坏，开始一个新的事件过程，即事故过程。该事件过程可能使某一行为者承受不了过量的能量而发生伤害或损坏；这些伤害或损坏事件可能依次引起其他变化或能量释放，作用于下一个行为者，使下一个行为者承受过量的能量，发生串联的伤害或损坏。当然，如果行为者能够承受冲击而不发生伤害或损坏，则依据行为者的条件、事件的自然法则，过程将继续进行。把事故看作由相继事件过程中的扰动开始，以伤害或损坏为结束的过程。这种对事故的解释叫做扰动理论。 ,P理论示意图,四、能量转移论,概念1961年由吉布森（Gibson）和哈登（Haddon）提出，认为事故是一种不正常的或不希望的能量释放，各种形式的能量是伤害的直接原因。,四、
