事故树分析案例

事故树的编制程序
第一步：确定顶上事件
顶上事件就是所要分析的事故。

选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、有关事故的发生情况和发生可能、以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。

然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。

顶上事件也可以是在运输生产中已经发生过的事故。

如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。

通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。

第二步：调查或分析造成顶上事件的各种原因
顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。

直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。

要找出直接原因可以采取对造成顶上事件的原因进行调查，召开有关人员座谈会，也可根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因。

第三步：绘事故树
在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。

在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，就用“与门”连接。

逻辑门的连接问题在事故树中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。

第四步：认真审定事故树
画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。

既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。

否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。

因此，对事故树的绘制要十分慎重。

在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止。

第五章定性、定量评价
5.1 对重大危险、有害因素的危险度评价
XXX矿井的重大危险、有害因素有：矿井瓦斯危害、矿井火灾危害、矿压危害和水危害，
因此本节重点对上述四大危险、有害因素进行危险度评价。

5.1.1 瓦斯爆炸危险度评价
煤矿瓦斯爆炸或瓦斯燃烧事故是井下重大灾害之一。

一旦发生瓦斯事故，特别是瓦斯爆炸事故，会造成人员的大量伤亡和巷道与设备的严重毁坏，并会造成巨大的经济损失。

为预防瓦斯事故，尤其是预防瓦斯爆炸事故及盲巷窒息事故的发生，本节采用事故树分析方法，分析和评价事故发生的原因和规律，找出相应的预防措施。

5.1.1.1 瓦斯爆炸事故树的构造
通过对瓦斯爆炸事故的调查分析，找出了影响事故发生的32个基本事件，根据其发生的逻辑关系，构成如图5-1所示的事故树。

A 2
A
7
X 18 X 19 X 20 A 8
γ
X 1
X 23 X 25 X 27
X 26
X 24 X 22 X 21 X 17 X 15 X 16
X 14 X 13
X 10 X 9 X 6 X 5 X 2 X 12 X 11 X 8 X 7 X 4 X 3 X 2 A 6 A 5 A4 λ A 3 β A 1 α
T
图5-1:瓦斯爆炸事故树图 雷 电 火 花 静 电 火 花
磨 擦撞 击火
花 巷道顶部
洞室无风
氧气浓度在引炸范围 明
火
放炮母 线短路 带电
检修 开关
冒火 电器短
路火花
接线盒 失爆等 电缆短路 鸡爪羊尾
接头
矿灯 引起 炸药变 质燃烧 封泥不足 用代用品
等发火
分段放炮
或打筒 抵抗线 不足 瓦斯漏 检 巷道贯通
后未及时 调风 瓦斯检 测失误 上隅角瓦 斯积存 放炮后瓦 斯积存 老塘瓦 斯积存 地质变化
瓦斯量大 盲巷瓦
斯积存 串联通 风 电气火花 瓦斯控制失误 采面瓦斯积聚 掘进面瓦斯积聚 瓦斯积聚 . 达到引火能量 相 遇 放炮火源 局扇打 循环风 供风能 力不足 局扇断 电停风 火源 瓦斯 达到爆炸浓度 瓦斯爆炸事故 T
由事故树图写出其结构表达式：
T=A1·A2·α
= A3·β·A2·α
=（A4+ A5+ A6）·λ·β·（A7+ X18+ X19+ X20+ A8+ X28）·γ·α
=（X1+X2+…+X13）·λ·β（X14+X15+…+X28）·γ·α
5.1.1.2 瓦斯爆炸事故树的分析
一、求最小割集
对事故树进行分析，将上式展开，可求出其最小割集195组，即引起瓦斯爆炸的“可能途径”有195种。

每一组最小割集，就是一种发生事故的模式，这些最小割集是：
K1={X1，λ，β，X14，γ，α}
K2={X1，λ，β，X15，γ，α}
………………………………………
K45={X3，λ，β，X28，γ，α}
K46={X4，λ，β，X14，γ，α}
K47={X4，λ，β，X15，γ，α}
………………………………………
K180={X12，λ，β，X28，γ，α}
K181={X13，λ，β，X14，γ，α}
K182={X13，λ，β，X15，γ，α}
………………………………………
K195={X13，λ，β，X28，γ，α}
共有195组最小割集。

二、求最小径集
根据图5-1做出其成功树图，如图5-2所示。

用布尔代数法解出最小径集，写出成功树的结构表达式：
T＇= A1＇+α＇+A2＇
= A3＇+β＇+α＇+A2＇
= A4＇A5＇A6＇+λ＇+β＇+α＇+A7＇X18＇X19＇X20＇A8＇X28＇+γ＇
= X1＇X2＇…X13＇+λ＇+β＇+α＇+X14＇X15＇…X28＇+γ＇
由此得出6组最小径集：
P1={α}， P2={β}， P3={γ}， P4={λ}，P5={X1，X2，…X13}， P6={X14，X15，…X28} 说明仅有6种不使瓦斯爆炸事故发生的“可
能途径”。

三、结构重要度分析
为了简便起见，按所求最小径集判别各基本事件的结构重要度。

1、α、β、γ和λ为单因素，其结构重要
度相等，且最大，即：Iф(α)= Iф（β）= Iф（λ）= Iф（γ）
2、在不同的最小径集中，基本事件不相交，P5的阶数比P6低，所以P5中的基本事件结构重要度大于P6中的基本事件结构重要度，即：Iф(1)= Iф（2）= …Iф（13）> Iф（14）= Iф(15)=…=Iф（28）
3、故得各基本事件结构重要度顺序为：
Iф(α)= Iф（β）=Iф（γ）=Iф（λ）> Iф(1)= Iф（2）=… = Iф（13）> Iф（14）= Iф（15）=…= Iф（28）
X 27'
X 25'X 27'X 26'
X 24'X 22'X 23'X 21'.X 14'X 16'X 15'X 17'.γ'.
X 6'X 8'X 7'X 9'X 13'
X 11'X 12'
X 10'X 3'
X 1'X 4'X 2'X 5'.
..A 6'A 5'A 4'.
λ'
β'
A 2'
A 7'
X 18'X 19'X 20'A 8'A 3'A 1'α'T'
图5-2:瓦斯爆炸事故成功树图
5.1.1.3 瓦斯爆炸危险度分析结果
一、由事故树图可见，或门个数占
87.5%，这样，大部分基本事件都能单个输出。

而与门个数仅占12.5%，只有少数几个基本事件同时发生才有输出。

因此，从或、与门的比例数来看，可知瓦斯爆炸的危险性是很大的。

二、从最小割集数来看，共有195组，表明导致瓦斯爆炸有195种“可能途径”。

这说明瓦斯爆炸的可能性是很大的。

从前面求出的最小的割集分析可知，任一最小割集K i中的基本事件全部发生，瓦斯爆炸事故就发生。

如K1中，当X1（局部通风机断电停风）发生，则发生瓦斯积聚，如果满足条件β，λ，即满足氧气浓度在引爆范围内以及瓦斯积聚其浓度达到了爆炸范围，这时瓦斯具有爆炸性；如遇上X14发生，即遇上放炮时封泥不足或使用代用品发生明火，则必然发生瓦斯爆炸（T发生）。

由前述可知，用最小割集表示的等效事故树图中，顶上事故是若干个交集的并集。

也就是说，任一最小割集中的各基本事件发生，则事故（T）一定会发生。

如果最小割集中的基本事件数越多，事故越难发生；反之，基本事件越少，事故发生就较容易。

由求出的最小割集K i可见，每个最小割集中实质上只有两个基本事件存在，即瓦斯积聚和引爆火源，其余的都是条件。

煤矿井下，λ和γ的条件是满足的，由此可知，瓦斯积聚只要达到爆炸浓度（即满足β条件），一旦与火源相遇（即满足条件α）势必要导致瓦斯爆炸事故。

由此也说明，煤矿井下瓦斯爆炸事故是极易发生的。

三、从结构重要度分析
从求出的基本事件结构重要度顺序来看，α、β、γ、λ的结构重要度相等且最大，说明它们在系统中占的位置最重要，对事故发生影响也最大。

其次是X1，X2…X13，最后，是X14，X15…X28，从它们在最小割集中出现的次数来看，α、β、γ和λ每一个最小割集中都出现了，共出现195次，说明如果α、β、γ和λ不发生，则事故就不会发生，如果X1或X i任一个（i=2,3…13）事件不发
生，则仅少掉15种导致瓦斯爆炸事故的“可能途径”。

如果X14或X j任一个（j=15，16…28）事件不发生，也仅仅少掉13种导致瓦斯爆炸事故的“可能途径”。

由此，可根据各基本事件的结构重要度顺序，制定具有针对性的预防事故发生的安全技术措施。

四、根据最小径集判定预防事故发生的措施
本例最小径集共有六组，其事故树等效图如图5-3所示：
图5-3 瓦斯爆炸事故树等效图
从该图可见，只要使P i中的任一个不发生，则事故就不会发生。

根据最小径集的定义可知，使瓦斯爆炸事故不发生，可从如下三种方案来考虑：
1、若使P2不发生，则事故（T）就不会
发生。

要使P2不发生，则仅使β条件不发生，即使瓦斯积聚达不到爆炸界限。

这样可判定出相应的预防措施，如加大风量，加强通风科学管理，消除串联通风、循环风，加强瓦斯抽放等。

这样，采取有效措施，使瓦斯浓度达不到爆炸界限，事故就不会发生。

2、若使P4不发生，则事故（T）就不会发生。

要使P4不发生，可使X1（局部通风机断电停风）、X2（串联通风）、X3（供风能力不足）、X4（风扇打循环风）、X5（盲巷瓦斯积存）、X6（地质变化瓦斯量大）、X7（老塘瓦斯积存）、X8（放炮后瓦斯积存）、X9（上隅角漏检）、X13（巷道顶部、峒室无风）等同时都不发生，事故才不发生。

为此，则需判定相应的具体预防措施。

如保证供风能力、加强科学管理，消除串联风、循环风，加强盲巷管理。

消除盲巷瓦斯积聚等。

根据各基本事件，采取相应的措施。

3、若使P6不发生，则事故（T）就不会发生。

要使P6不发生，可使A7（放炮火源）、A8（电气火花）、X18（磨擦撞击火花）、X19（雷电引起井下火花），X20（静电火花）都不发
生，也就是说火源不出现，当然瓦斯爆炸事故不会出现。

这样，采取相应的预防措施，消除火源，井下瓦斯爆炸事故也就可以预防了。

一般情况下，井下空气中的氧气含量都大于12%，即符合条件λ，因此要使P3不发生是不现实的，而井下出现的火源，一般情况下它的能量也一定能达到引爆能量，所以，要使P5不发生，采取措施与使P6不发生的措施相同，只要使P6不发生，P5也就不会发生。