.1皮带运输机事故的分析及预防
皮带运输机常用来运送散状物料,由于皮带运输机运输效率高,成本低,因此应用分广泛。皮带运输机在运行过程中,由于具有机械传动部件多、转运点多、输送距离长、开放式作业、作业劳动条件较差等特点,使得皮带运输机巡视及设备维修岗位成为发生机械伤害事故频繁的岗位。皮带运输机有时会造成人身伤害事故,导致人员的伤亡,造成很大的经济损失。
经有关事故案例统计，皮带运输机发生的人身伤亡事故,多属于违章作业,不遵守安全操作规程,麻痹大意,贪图省事,抱有侥幸心理所酿成。归纳总结为以下几点：
(1)管理方面的原因：安全规章制度不健全或安全规章制度内容不全面，不科学,符合性差,有效性差,存在诸多漏洞或缺陷,规章制度没有形成科学体系,不能保证安全;安全培训作不到位,人缺乏新工艺,新技术,新设备的技术知识,操作知识和安全知识,执行安全规程的能力低下,盲目违章作业,麻痹大意;或者缺乏必要的发现隐患,解决紧急情况的反事故能力;检修过程配合不当,违反规定送电,试车。
(2)技术方面的原因：皮带运输机头轮,尾轮等运转部位缺少安全隔离防护装置,皮带跑偏,逆止器或制动器失灵,没有按规定设安全绳,紧急开关,电气老化不可靠,皮带重锤张紧装置不安全。
(3)环境方面的原因：照明布局不符合国家规定或灯具损坏不及时修理,光线不足,10米以上长度的皮带中间未设过桥,通道,梯子,平台栏杆不牢固或高度不足,防护栅栏不符合标准,通道狭窄,梯子坡度太大等等。
皮带运输机作为选厂的生产承担了绝大多数散料运输任务,其重要度不言而喻，皮带运输机在选矿厂运输系统的应用详见附图3。
根据以上的分析，现对其进行事故树定性分析。
事故树分析法是从一个可能的事件开始，一层一层的逐步寻找引起事故的触发事件、直接原因和间接原因，分析这些事件之间的相互逻辑关系，用逻辑树图把这些原因事件以及它们之间的逻辑关系表示出来。该法是一种演绎分析法，即从结果分析原因的方法。它应用数学逻辑方法，可以对系统中各种危险进行定性和定量分析、预测及评价。事故树的定性分析主要是按事故树结构，求事故树的最小割集或最小径集，以及基本事件的结构重要度。事故树定量分析包括：根据各基本事件的发生概率，计算顶事件发生的概率；计算各基本事件的概率重要度和临界重要度。其中，最小割集反映系统的危险性，最小径集则反映系统的安全性。
1.1皮带运输机事故的事故树的确定
为了预防皮带运输机事故的发生，必须对其进行事故树分析，找出可能导致事故发生的基本事件，以便采取相应的控制措施。现以皮带运输机事故为顶上事件，选择具有代表性、经常性的事故作为中间事件或基本事件，通过“与门”或“或门”对导致皮带机伤害事故的原因进行数学演绎分析，找出了影响事故发生的27个基本事件，然后根据其发生的逻辑关系构建出 “皮带运输机事故树图”（图3），图中T为顶上事件，A-J为中间事件，X1-X27为基本事件，各符号代表意义如图所示。
详见图4皮带运输机事故的事故树图。
.1.2最小割集的计算
割集是指由事故树某些基本事件构成的集合，且当集合中的事件都发生时，顶上事件必然发生。最小割集是指如果某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集，则称该割集为最小割集。
由事故树可知，造成或促使皮带运输机事故发生的初始原因有27个，分别用X1，X2，X3，…X27来表示，这些原因即为事故隐患。通常情况下，并不是每个初始原因都同时发生，只有当某些初始条件发生时，才可以使顶上事件发生，即基本事件的集合（最小割集）是引起顶上事件发生的基本条件。
图3 皮带运输机事故的事故树图
依据事故树图应用布尔代数化简法求出最小割集，该事故树的结构函数为：
T=X1+X2+X3+X4 +A+B
= X1+X2+X3+X4 +C+D+X5+E
= X1+X2+X3+X4 +X5+FGX6+HIX7+X8+X9+X10
=X1+X2+X3+X4+X5+X8+X9+X10+(X11+X12+X13+X14)(X15+J+X16)X6+(X17+X18+X19)
( X20+X12+X14+X21+X22+X23+X24)X7
=X1+X2+X3+X4+X5+X8+X9+X10+(X11+X12+X13+X14)(X15+X25+X26+X27+X16)X6
+(X17+X18+X19)( X20+X12+X14+X21+X22+X23+X24)X7
=X1+X2+X3+X4+X5+X8+X9+X10+
X6X11X15+X6X11X16+X6X11X25+X6X11X26+X6X11X27+
X6X12X15+X6X12X16+X6X12X25+X6X12X26+X6X12X27+
X6X13X15+X6X13X16+X6X13X25+X6X13X26+X6X13X27+
X6X14X15+X6X14X16+X6X14X25+X6X14X26+X6X14X27+
X7X17X20+X7X12X17+X7X14X17+X7X17X21+X7X17X22+X7X17X23+X7X17X24+
X7X18X20+X7X12X18+X7X14X18+X7X18X21+X7X18X22+X7X18X23+X7X18X24+
X7X19X20+X7X12X19+X7X14X19+X7X19X21+X7X19X22+X7X19X23+X7X19X24
由此得到的49个最小割集整理如下表所示：
表4 皮带运输机事故最小割集表
| K1={ X1} | K13={X6，X11，X27} | K25={X6，X14，X16} | K37={X7，X12，X18} |
| K2={ X2} | K14={X6，X12，X15} | K26={X6，X14，X25} | K38={X7，X14，X18} |
| K3={ X3} | K15={X6，X12，X16} | K27={X6，X14，X26} | K39={X7，X18，X21} |
| K4={ X4} | K16={X6，X12，X25} | K28={X6，X14，X27} | K40={X7，X18，X22} |
| K5={ X5} | K17={X6，X12，X26} | K29={X7，X17，X20} | K41={X7，X18，X23} |
| K6={ X8} | K18={X6，X12，X27} | K30={X7，X12，X17} | K42={X7，X18，X24} |
| K7={ X9} | K19={X6，X13，X15} | K31={X7，X14，X17} | K43={X7，X19，X20} |
| K8={ X10} | K20={X6，X13，X16} | K32= {X7，X17，X21} | K44={X7，X12，X19} |
| K9={ X6，X11，X15} | K21={X6，X13，X25} | K33={X7，X17，X22} | K45={X7，X14，X19} |
| K10={X6，X11，X16} | K22={X6，X13，X26} | K34={X7，X17，X23} | K46={X7，X19，X21} |
| K11={X6，X11，X25} | K23={X6，X13，X27} | K35={X7，X17，X24} | K47={X7，X19，X22} |
| K12={X6，X11，X26} | K24={X6，X14，X15} | K36={X7，X18，X20} | K48={X7，X19，X23} |
| K49={X7，X19，X24} |
结构重要度是衡量各基本事件的发生对顶事件发生影响的程度。事故树中个基本事件对顶上事件的影响程度是不相同的。从事故树结构上分析各基本事件的重要度（不考虑各基本事件的发生概率）或是假定各基本事件的发生概率相等的情况下，分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度，即为结构重要度。结构重要度是分析基本事件对顶上事件影响的大小，为分析和改进系统安全性提供重要信息手段。
输机伤亡事故发生的重要原因和危险程度。
利用最小割集计算结构重要度的近似公式：
(4-1)
其中，N——最小割集总数；IΦ=1Σ
Ki——含有基本事件i的最小割集；
nj——Kj中的基本事件数。
根据上述公式可以对所求的27个基本事件进行结构重要度计算，所得结果如下表所示：
表5 基本事件结构重要度系数表
| IΦ（1）=3/147 | IΦ（8）=3/147 | IΦ（15）=4/147 | IΦ（22）=3/147 |
| IΦ（2）=3/147 | IΦ（9）=3/147 | IΦ（16）=4/147 | IΦ（23）=3/147 |
| IΦ（3）=3/147 | IΦ（10）=3/147 | IΦ（17）=7/147 | IΦ（24）=3/147 |
| IΦ（4）=3/147 | IΦ（11）=5/147 | IΦ（18）=7/147 | IΦ（25）=4/147 |
| IΦ（5）=3/147 | IΦ（12）=8/147 | IΦ（19）=7/147 | IΦ（26）=4/147 |
| IΦ（6）=20/147 | IΦ（13）=5/147 | IΦ（20）=3/147 | IΦ（27）=4/147 |
| IΦ（7）=21/147 | IΦ（14）=8/147 | IΦ（21）=3/147 |
IΦ（7）> IΦ（6）> IΦ（12）= IΦ（14）>IΦ（17）= IΦ（18）= IΦ（19）>
IΦ（11）=IΦ（13）> IΦ（15）= IΦ（16）= IΦ（25）=IΦ（26）= IΦ（27）> IΦ（1）=
IΦ（2）=IΦ（3）= IΦ（4）= IΦ（5）= IΦ（8）=IΦ（9）= IΦ（10）= IΦ（20）= IΦ（21）=IΦ（22）=IΦ（23）= IΦ（24）
从结构重要度计算结果分析，IΦ（1）、IΦ（2）、IΦ（3）、 IΦ（4）、、 IΦ（8）、
IΦ（9）、IΦ（10）、IΦ（17）主要表现为设备本身的安全可靠性，IΦ（11）、IΦ（12）、
IΦ（13）、 IΦ（14）、、 IΦ（15）、IΦ（16）及IΦ（20）、IΦ（21）、IΦ（22）、IΦ（23）、IΦ（24）、 IΦ（25）、、 IΦ（26）、IΦ（27）等其他基本事件的结构重要度主要表现在人的主观因素上。
.1.4最小径集的计算
径集是指事故树某些基本事件的集合，当这些基本事件都不发生时，顶事件比不发生。最小径集是指如果在某个径集中任意去掉一个基本事件，就不再是最小径集的径集。在事故树分析中，有时用最小径集更为方便。由于皮带运输机事故树中或门较多，与门较少，为了简化事故树分析，便于直接明了的采取预防皮带运输机伤害事故发生的应对措施，现计算该事故树的最小径集。
将原来的事故树转变为对偶的成功树，即把原来事故树的与门换成或门，或门换成与门，各类事件发生换成不发生，然后用行列法或布尔代数化简法求出成功树的最小割集，即为对应事故树的最小径集。
皮带运输机事故树对应的成功树的结构函数为：
T，=X1´X2´X3´X4´A´B´
根据布尔代数化简，得到9个最小径集，整理结果如下：
表6 皮带运输机事故树最小径集表
| P1={X1´，X2´，X3´，X4´，X5´，X8´，X9´，X10´，X11´，X12´，X13´，X14´，X17´，X18´，X19´} |
| P2= {X1´，X2´，X3´，X4´，X5´，X8´，X9´，X10´， X11´，X12´，X13´，X14´，X20´，X21´，X22´，X23´，X24´} |
| P3={ X1´，X2´，X3´，X4´，X5´，X8´，X9´，X10´， X11´，X12´，X13´，X14´} |
| P4={ X1´，X2´，X3´，X4´，X5´，X8´，X9´，X10´，X15´，X16´，X17´，X18´，X19´，X25´，X26´，X27 ´} |
| P5={ X1’，X2´，X3´，X4´，X5´，X8´，X9´，X10´，X12´，X14´，X15´，X16´，X20´，X21´，X22´，X23´，X24´，X25´，X26´，X27 ´} |
| P6={ X1’，X2´，X3´，X4´，X5´，X7´，X8´，X9´，X10´， X15´，X16´， X25´，X26´，X27 ´ } |
| P7={ X1’，X2´，X3´，X4´，X5´，X6´，X8´，X9´，X10´，X17´，X18´，X19´} |
| P8={ X1’，X2´，X3´，X4´，X5´，X6´，X8´，X9´，X10´，X12´，X14´，X20´，X21´，X22´，X23´，X24´ } |
| P9={ X1’，X2´，X3´，X4´，X5´，X6´，X7´，X8´，X9´，X10´ } |
1.5事故树结果分析
与或门分析 根据与或门的定义，只要有任意一个基本事件发生就有输出，而与门表示只有全部基本事件发生时才有输出。由事故树可知，皮带运输机事故树中或门个数多于与门个数，这说明皮带运输机的危险性是比较大的。
(2) 最小割集分析 任一割集是造成系统分流短路的分支集合，即事故树有几个最小割集，顶上事件的发生就有几种可能，最小割集可以被用来度量系统发生事故的可能性和危险性。从分析计算可以看出，皮带运输机事故树的最小割集有49组，表明导致该事故发生的途径有49种。在进行皮带运输机事故分析时，可以从K1—K8中重点分析设备故障引起的事故，从K9—K49中重点分析重点分析人员操作失误引起的事故，然后利用最小割集来制定预防事故发生的措施，比如最小径集K30里有X7、X12、X17三个基本事件，表示皮带正在运转，操作人员清理物料时接触到无护栏、护罩的转动设备而导致事故，如果护栏护罩齐全并在使用中就不会导致事故的发生。即破坏基本事件X17就可以消除事故隐患。因此，在事故预防时，只要对第Ki个割集中的基本事件中的任意一个的发生条件进行破坏，就可以使该割集失去造成事故的危险条件。
（3）结构重要度分析 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的情况下，分析各基本事件的发生对顶事件的影响程度，基本事件的结构重要度越大，它对顶事件的影响程度就越大，反之亦然。从最小割集表可以看出不同的基本事件在系统中的结构重要度不尽相同。比如IΦ（6）基本事件的结构重要度表明，皮带突然启动是导致人身伤害事故最危险的因素，IΦ（7）是皮带正常运转时人的不安全行为导致人身伤害事故危险因素，而IΦ（17）= IΦ（18）= IΦ（19）表明的是皮带运输机防护失效将导致人身伤害事故。
（4）最小径集分析 最小径集是保证顶上事件不发生的充分必要条件，只要控制任意一组最小径集，顶上事件就不会发生。每个最小径集都指示了防止顶事件发生的一个方案，可以根据最小径集中所包含的基本事件个数的多少、技术上的难易程度、耗费的时间以及投入的资金数量，来选择最经济、有效的控制事故的方案。
通过对皮带运输机事故树的定性分析可知，皮带运输机的危险性较大，但只要采取9个径集中的任何一个措施，就可以避免事故的发生。在避免皮带运输机事故发生的时候，对属于机械设备因素的，要对设备进行定期加强检查、维修和维护；此外，对于最主要的由于人为主观因素造成的事故的发生，要加强员工的安全教育，严格执行操作规程，接触皮带传动部位时，必须先停机，在人员可能接触的地方，必须安设安全防护装置。下载本文
