#第四章 事故的致因分析

第四章事故的致因分析
第一节事故的发生条件
火灾、爆炸、机电、中毒和交通等各类事故的发生都有各自的原因和条件，也有一些共性。

可归纳为人的不安全行为、物的不安全状态和不良的工作环境，也可以说人为失误、物的故障和恶劣的环境是发生事故的条件。

一、人为失误
人为失误是指人的行为结果偏离了被要求的标准，即没有完成规定功能的现象。

人的不安全行为也属于人为失误。

人为失误会造成能量或危险物质控制系统故障，使屏蔽破坏或失效，从而导致事故发生。

造成人失误的原因归结三个方面：
(1)超过人的能力的过负荷。

(2)和外界剌激要求不一致的反应。

(3)由于不知道正确方法或故意采取不恰当的行为。

在这里，过负荷指在某种心理状态下的承受能力和负荷不适应。

负荷包括操作任务方面的负荷、环境负荷、心理负荷(担心、忧虑等)及立场方面的负荷(态度是否暖昧、人际关系如何等)。

人的承受能力取决于身体状况、精神状态、熟练程度、疲劳及服药等。

对外界剌激的反应和该刺激所要求的反应不一致或操作和要求的操作(尺寸、力等)不一致，是由于人的信息处理过程的某个环节发生了问题。

其中，人机学方面的问题尤其需要注意。

采取不恰当的行为可能是由于不知道什么是正确行为(教育、训练方面的问题),也可能是由于决策错误，低估事故发生的可能性，或低估了事故可能带来后果的严重性会导致决策错误，它取决于个人的性格和态度。

二、物的故障
物的故障是指机械设备、装置、元部件等由于性能低下而不能实现预定功能的现象。

物的不安全状态也是物的故障。

故障可能是固有的，由于设计、制造缺陷造成的；也可能由于维修、使用不当，或磨损、腐蚀、老化等原因造成的。

从系统的角度考察，构成能量或危险物质控制系统的元素发生故障，会导致该控制系统的故障而使能量或危险物质失控。

故障的发生具有随机性，这涉及到系统可靠性问题。

设备和物质产生故障和缺陷的原因，应从设计、制造、安装、调试、使用、修理、改造、更新和报废全过程进行分析研究。

三、环境因素
环境因素，指人和物存在的环境，即生产作业环境中的温度、湿度、噪声、振动、照明、通风换气以及有毒有害气体存在等。

一起伤亡事故的发生往往是两类危险源共同作用的结果。

第一类危险源是伤亡事故发生的能量主体，决定事故后果的严重程度；第二类危险源是第一类危险源造成事故的必要条件，决定事故发生的可能性。

四、机械、电气、火灾、爆炸等事故发生的特定条件
1．机械危害事故
由机械产生的危害是指在使用机械过程中，可能对人的身心健康造成损伤或危害的根源和状态，它主要有两类：一类是机械危害，其主要形式有夹挤、碾压、剪切、切割、缠绕或卷入、戳扎或刺伤、摩擦或磨损、飞出物打击、高压流体喷射、碰撞或跌落等；另一类是非机械危害，包括电气危害、噪声危害、振动危害、辐射危害、温度危害、材料或物质产生的危害、未履行安全人机学原则而产生的危害等。

机械零件对人产生机械伤害的条件有：
(1)形状和表面性能：切割要素、锐边、利角部分、粗糙或过于光滑。

(2)相对位置：相对运动，运动和静止物的相对距离小。

(3)质量和稳定性：在重力的影响下可能运动的零部件的位能。

(4)质量和速度(加速度)：可控或不可控运动中的零部件的动能。

(5)机械强度不够：零件、构件的断裂或垮塌。

(6)弹性元件的位能，在压力或真空下的液体或气体的位能。

2 电气事故
电气事故是由于电能非正常地作用于人体或系统所造成的。

根据电能的不同作用形式，可将电气事故分为触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故、电磁场危害和电气系统故障危害事故等。

①触电事故
触电事故是由电流形式的能量作用于人体造成的事故。

由于设备漏电、输电线路损坏或人误操作等原因造成电流直接作用于人体或转换成其他形式的能量(如热能等)作用于人体时，人体都将受到不同形式的伤害。

②静电危害事故
静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。

在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动、接触和分离等很容易产生静电。

尽管产生的静电其能量一般不大，不会直接使人致命。

但是，其电压可能高达数十千伏以上，容易发生放电，产生放电火花。

静电危害事故主要有以下几方面：
a.在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。

b．人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故，如坠落、
跌伤等。

此外，对静电电击的恐惧心理还对工作效率产生不利影响。

c.某些生产过程中，静电的物理现象会影响生产，导致产品质量不良，电子设备损坏，造成生产故障，乃至停工。

③雷电灾害事故
雷电是大气中的一种放电现象。

雷电放电具有电流大、电压高的特点。

其能量释放出来可能形成极大的破坏力。

其破坏作用主要有以下几方面:
a.直击雷放电、二次放电、雷电流的热量会引起火灾和爆炸。

b.雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步电压的作用及火灾和爆炸的间接作用，均会造成人员的伤亡。

c.强大的雷电流、高电压可导致电气设备击穿或烧毁。

发电机、变压器、电力线路等遭受雷击，可导致大规模停电事故。

雷击可直接毁坏建筑物、构筑物。

④射频电磁场危害
射频是指无线电波的频率或者相应的电磁振荡频率，泛指10OkHz以上的频率。

射频伤害是由电磁场的能量造成的。

射频电磁场的危害主要有:
a.在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害。

过量的辐射可引起中枢神经系统的机能障碍，出现神经衰弱症等临床症状；可造成植物神经紊乱，出现心率或血压异常，如心动过缓、血压下降或心动过速、高血压等；可引起眼睛损伤，造成晶体浑浊，严重时导致白内障；可使睾丸发生功能失常，造成暂时或永久的不育症，并可能使后代产生疾患；可造成皮肤表层灼伤或深度灼伤等。

b.在高强度的射频电磁场作用下，可能产生感应放电，电引爆器件，发生意外引爆。

感应放电对具有爆炸、火灾危险的场所来说是一
个不容忽视的危险因素。

此外，当受电磁场作用感应出的感应电压较高时，会给人以明显的电击。

⑤电气系统故障危害
电气系统故障危害是由于电能在输送、分配、转换过程中失去控制而产生的。

断线、短路、异常接地、漏电、误合闸、误掉闸、电气设备或电气元件损坏、电子设备受电磁干扰而发生误动作等都属于电路故障。

系统中电气线路或电气设备的故障则可能引起火灾和爆炸、异常带电或停电，而导致人员伤亡及重大财产损失.
3.火灾
生产过程中，凡是超出有效范围的燃烧都称为火灾。

例如，气焊时或烧火做饭时，将周围的可燃物质(油棉丝、汽油、木材等)引燃，进而烧毁设备、家具和建筑物，烧伤人员等，这就超出了气焊和做饭的有效范围，构成了火灾。

发生火灾的前提条件是燃烧。

超出有效范围的燃烧称火灾。

燃烧必须具备三个条件，也是火灾不可缺的条件。

即可燃物质、助燃物质和着火源。

这三个条件必须同时存在并相互作用才能发生燃烧。

①可燃物
凡是能和空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都称为可燃物质。

它的种类繁多，按其状态不同可分为气态、液态和固态三类；按其组成不同，可分为无机可燃物质和有机可燃物质两类。

无机可燃物质如氢气、一氧化碳等，有机可燃物质如甲烷、乙烷、丙酮等。

②助燃物
凡是具有较强氧化性能，能和可燃物质发生化学反应并引起燃烧
的物质称为助燃物或氧化剂，如空气、氧气、氯气等。

③着火源
具有一定温度和热量的能源，或者说能引起可燃物质着火的能源称为着火源。

常见的着火源有明火、电火花和高温物体等。

在研究燃烧条件时还应当注意到，上述燃烧的三个基本条件在数量上的变化，也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧。

例如，氧在空气中的浓度降低到14%～16%时，木材的燃烧即行停止。

如果在可燃气体和空气混合物中，减少可燃气体的比例，那么燃烧速度会减慢，甚至会停止燃烧；着火源如果不具备一定的温度和足够的热量，燃烧也不会发生。

例如，飞溅出的火星可以点燃油棉丝或刨花，但锻件加热炉燃煤炭时的火星如果溅落在大块木材上，会发现它很快就熄灭了，不能引起燃烧。

这是因为这种着火源虽然有超过木材着火的温度，但却缺乏足够热量。

4．爆炸事故
凡超出有效范围或违背人的意愿的爆炸称爆炸事故。

爆炸是物质在瞬间突然发生物理或化学变化，同时释放出大量气体和能量(光能、热能和机械能)并伴有巨大声音的现象。

爆炸的主要特征是物质的状态或成分瞬间发生变化，能量突然释放，温度和压力骤然升高，产生强烈的冲击波并发出巨大的响声。

上述所谓“瞬间”，就是说爆炸发生于极短的时间内。

例如，乙炔罐的乙炔和氧气混合发生爆炸时，大约是在1/100s内完成下列化学反应的：
2C2H2+5O2=4CO2十2H2O十Q
同时释放出大量热能和二氧化碳、水蒸气等气体，能使罐内压力升高10～13倍，其爆炸威力可以使罐体升空20m～30m。

人们正是利用爆炸时的机械功，在采矿、修筑铁路、水库等时，开山放炮，用来移山倒海，大大地加快了工程的进度，使得用手工和一般工具难于完成的任务得以实现。

又如，用于生活中汽车、摩托车的动力一一内燃机汽缸里的爆炸以及用于军事上的爆炸等。

但是，爆炸一旦失去控制，就会酿成工伤事故，造成人身和财产的巨大损失，使生产和生活受到严重影响。

应当指出，生产中某些完全密闭的耐压容器，如果其中的可燃混合气发生爆炸，但由于容器是足够耐压的，所以，容器并没有被破坏，这和上述乙炔罐里可燃混合气爆炸时的结果是不相同的。

这说明爆炸和容器设备的破坏不是必然的联系，容器的破坏不仅可以由爆炸引起，也同样可以由其他物理原因(如容器内介质的体积膨胀，使压力上升)引起。

按照爆炸的性质分类
按照爆炸的性质不同，爆炸可分为物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸。

①物理性爆炸
物理性爆炸是由物理变化(温度、体积和压力等因素)引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。

锅炉的爆炸是典型的物理性爆炸，其原因是过热的水迅速蒸发出大量蒸汽，使蒸汽压力不断提高，当压力超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。

又如，氧气钢瓶受热升温，引起气体压力增高，当压力超过钢瓶的极限强度时即发生爆炸。

发生物理性爆炸时，气体或蒸汽等介质潜藏的能量在瞬间释放出来，会造成巨大的破坏和伤害。

上述这些物理性爆炸是蒸汽和气体膨胀力作用的瞬时表现，它们的破坏性取决于蒸汽或气体的压力。

②化学性爆炸
化学性爆炸是指物质在短时间内完成化学变化，形成其他物质，同时产生大量气体和能量的现象。

例如，用来制作炸药的硝化棉在爆炸时放出大量热量，同时生成大量气体(CO、CO2、H2和水蒸气等)，爆炸时的体积竟会突然增大47万倍，燃烧在几万分之一秒内完成。

由于一方面生成大量气体和热量，另一方面燃烧速度又极快，在瞬间内生成的大量气体来不及膨胀而分散开，因此，仍占据着很小的体积。

由于气体的压力同体积成反比，即РV=K(常数)，气体的体积越小，压力就越大，而且这个压力产生极快，对周围物体的作用就像是急剧的一击，这一击即便是最坚固的钢板，最坚硬的岩石也经受不住。

同时，爆炸还会产生强大的冲击波，这种冲击波不仅能推倒建筑物，而且对在场人员还具有杀伤作用。

化学反应的高速度，同时产生大量气体和大量热量，这是化学性爆炸的三个基本要素。

③核爆炸
由物质的原子核在发生“裂变”或“聚变”的链锁反应瞬间放出巨大能量而产生的爆炸，如原子弹、氢弹的爆炸就属于核爆炸。

第二节事故的致因
事故致因理论是指探索事故发生及预防规律，阐明事故发生机理，防止事故发生的理论。

事故致因理论是用来阐明事故的成因、始末过程和事故后果，以便对事故现象的发生、发展进行明确的分析。

事故致因理论的出现，已有80年历史，是从最早的单因素理论发展到不断增多的复杂因素的系统理论。

早在1919年格林伍德和1926年纽伯尔德，都曾认为事故在人群中并非随机地分布，某些人比其他人更易发生事故，因此，就用某种方
法将有事故倾向的工人和其他人区别开来。

这种理论的缺点是过分夸大了人的性格特点在事故中的作用，而且不能解释何以在同等危险暴露情况下，人们受伤害的概率并非都不相等。

1939年法默和凯姆伯斯又重复提出：一个有事故倾向的人具有较高的事故率，而和工作任务、生活环境和经历等无关。

1951年阿布斯和克利克的研究指出，个别人的事故率具有明显的不稳定性，对具有事故倾向的个性类型的量度界限也难于测定。

广泛的批评使这一单一因素理论一一具有事故倾向的素质论，被排出事故致因理论的地位。

1971年邵合赛克尔主张将事故倾向素质论仅供工种考选的参考。

他只着意于多发事故，而丝毫无意涉及人的个性。

淘汰“多发事故人”是受泰勒的科学管理理论的影响。

1936年，海因里希提出了使用多米诺骨牌原理研究人身受到伤害的五个顺序过程，即伤亡事故顺序五因素。

1953年，巴尔将上述骨牌原理发展为“事件链”理论，认为事故的前级诸致因因素是一系列事件的链锁，一环生一环，一环套一环。

链的末端是事件后果一一事故和损失。

1961年，美国的沃森提出了以逻辑分析中的演绎分听法和逻辑电路的逻辑门形式绘制事故模型。

由于火箭技术发展的需要，系统安全工程应运而生，美国在1962年4月首次公开了“空军弹道导弹系统安全工程”的说明书。

1965年,kolodner在安全性定量化的论文中在沃森的基础上系统地介绍了故障树分析（FTA）；同年Recht也介绍了FTA和FM&E(故障类型和影响)。

这些系统安全分析方法，实质上是事件链理论的发展。

1970 年Driessen明确地将事件链理论发展为分支事件过程逻辑理论。

FTA等树枝图形，实质上是分支事件过程的分析。

在1961年由Gibson提出的，并在1966年由Haddon完善的“能量转移论”，指出了人体受到伤害，只能是能量转移的结果，从而明确了事故致因的本质是能量逆流于人体。

1969 年，J·瑟利提出了S-0-R人因素模型，该模型包括两组问题(危险构成和显现危险)，每组又分别包括三类心理一生理成分即对事件的感知、剌激（S）；对事件的理解、响应和认识(O)；生理行为、响应H或举动(R)。

这是系统理论的人为因素致因模型。

1978年安德森又对上述模型进行了修正。

1972年毕纳(Benner)提出了起因于“扰动”而促成事故的理论，即P理论(Perturbation Occurs),进而提出“多重线性事件过程图解法”。

扰动起源论把事故看成是相继发生的事件过程，以破坏自动调节的动态平衡一一“扰动”为起源事件，以伤害或损坏而告终(终了事件)。

该理论指出了事故发生是由于系统运行中出现了失衡而扰动，并对扰动失控而造成的。

在发生事故前改善环境条件，使之自动动态平衡，砍断向事故后果发展的链条，即可防止事故发生。

1972年威格勒沃茨提出了以人失误为主因的事故模型(人因事故模型),主要以人的行为失误构成伤害为基础，指出人如“错误地或不适当地响应刺激”就会发生失误，从而可能导致事故发生。

1974年劳汶斯根据上述理论发展了能适用于自然条件复杂的、连续作业情况下的“矿山以人失误为主事因的事故模型”。

1975年约翰逊从管理角度出发提出了管理失误和危险树(MORT)，把事故致因重点放在管理缺陷上，指出造成伤亡事故的本质原因是管理失误。

近二十几年来，许多学者较一致地认为，事故的直接原因不外乎人的不安全行为(或失误)和物的不安全状态(或故障)两大因素作用
的结果。

即人和物两系列运动轨迹的交叉点就是发生事故的“时空”，“轨迹交叉论”应运而生。

我国的安全同行专家在事故致因理论上的综合研究方兴未艾。

我们认为事故是多种因素综合造成的，是社会因素、管理因素和生产中危险因素被偶然事件触发而形成的伤亡和损失的不幸事件。

事故致因的本质是基础原因。

“综合论”是在我国较为受重视的事故致因理论。

事故致因理论很多，将主要的几种介绍如下：
一、海因里希的事故法则
美国安全工程师海因里希(Heinrich)在50多年前统计了55万件机械事故，其中死亡、重伤事故1666件，轻伤48334件，其余则为无伤害事故。

从而得出一个重要结论，即在机械事故中，死亡、重伤，轻伤和无伤害事故的比例为1:29:300，国际上把这一法则叫事故法则。

这个法则说明，在机械生产过程中，每发生330起意外事件，有300件未产生人员伤害，29 件造成人员轻伤，1件导致重伤或死亡。

对于不同的生产过程，不同类型的事故，上述比例关系不一定完全相同，但这个统计规律说明了在进行同一项活动中，无数次意外事件，必然导致重大伤亡事故的发生。

而要防止重大事故的发生，必须减少和消除无伤害事故，要重视事故的苗子和未遂事故，否则终会酿成大祸。

例如，某机械师企图用手把皮带挂到正在旋转的皮带轮上，因未使用拨皮带的杆，且站在摇晃的梯板上，又穿了一件宽大长袖的工作服，结果被皮带轮绞入碾死。

事故调查结果表明，他这种上皮带的方法每天使用己有数年之久。

查阅4年病志(急救上药记录),发现他有33次手臂擦伤后治疗处理，他手下工人均佩服他手段高明，结果还是导致死亡。

这一事例说明，重伤和死亡事故虽有偶然性，但是不安全因素或动作在事故发生之前己暴露过许多次，如果在事故发生之
前，抓住时机，及时消除不安全因素，许多重大伤亡事故是完全可以避免的。

二、事故的因果连锁
海因里希提出了伤亡事故的发生是按照下图所示的顺序进行的：
①遗传及社会环境遗传因素可能造成人的性格鲁莽、固执、贪婪。

社会环境，如缺乏教育等，也会造成人性格上的缺点。

②人的缺点如性格过激、暴躁、轻率、素养差以及缺乏安全知识等先天或后天因素是产生不安全行为或造成物的不安全状态的直接原因。

③人的过失或缺点产生不安全动作或促成机械或物的不安全状态，例如拆除安全防护装置，转动设备缺乏防护罩、照明不良等，这是引发事故的直接原因。

④事故由于不安全行为或不安全状态引起失去控制的事件。

⑤伤害事故造成人员伤害。

上述5个因素顺序说明了人身伤害之所以发生是由于前面因素作用的结果。

它们之间的因果连锁关系可以用多米诺骨牌原理来阐述。

事故因果连锁原理强调，安全工作的重点就是防止人的不安全行为，消除机械的或物的不安全状态，使连锁中断，预防伤害事故发生。

海因里希因果连锁论
三、轨迹交叉论
这种理论认为，人的不安全行为和机械或物质的不安全状态是人-机“两方共系”(即两个方面共存在于一个系统)中能量逆流的两系列，其轨迹交叉点就会构成事故。

这里将系统分成人和物两个连锁系列。

在人的连锁系列中，不安全行为是基于生理、心理、动作几个方面产生的，而人的行为表现又取决于遗传、社会环境，其系列展开如下：
a.生理遗传、社会环境和企业管理上的缺陷；
b.后天的心理缺陷(这是由a引起的心理、生理上的缺陷，安全意识低下，缺乏安全知识和安全技能等)；
c.人的不安全行为(由a和b而产生不安全动作)。

在物的系列中，从设计、制造直到使用整个过程，各个阶段都可能产生不安全状态,引起事故的连锁系列如下：
A.设计、制造缺陷。

由于设计计算错误或结构上不合理，制造时选用不合要求的材料，加工方法有误等而使机械、设备和其他产品有缺陷。

B.使用、维修和保养过程中有缺陷。

如机械设备使用时间过长，产生磨损、老化、腐蚀等时容易发生故障，维修保养不良，超负荷运转等都有可能使性能下降。

C.物的不安全状态。

由于设计、制造、使用、维修保养中有缺陷，使机械设备存在事故隐患。

由此可见，人的系列的运动轨迹是a-b-c, 物的系列的运动轨迹是A-B-C,在生产过程中，人、物两系列轨迹相交的时间和空间(时空),就是发生伤亡事故的“时空”,即人的不安全行为和物的不安全状态出现于同一时间、同一空间，则将在此时间。

此空间发生事故。

如果排除了机械设备或危险物质的隐患，消除了人为过失，则两个连锁系
列运动轨迹不能相交，事故就不会发生。

中断人的连锁系列，则要加强教育和技术培训，进行科学的安全管理，从生理、心理和操作上控制不安全行为的产生。

中断物的连锁系列，就是要推行“失误-防护”系统，即在机械设备上安装安全防护设施，提高本质安全性，即使人操作失误，装置本身的安全防护系统会自动动作，从而可避免伤亡事故发生。

四、能量转移论
任何生产过程都离不开能量。

人们利用能量做功实现生产目的。

在正常生产过程中，能量是在受约束和限制的条件下，按照人们的意图进行有序流动，如果能量超越了这些约束和限制，发生了能量外溢，便失去了控制，当能量作用于人体，并且超出了人的承受能力，则会发生人身伤害事故。

能量转移论认为，可以用屏蔽的方法防止不希望的能量转移。

根据这个原理采取防止能量转移的措施，就可有效控制伤亡事故的发生。

防止能量转移的方法有许多，如限制能量，包括限制转动部件的速度、用低电压设备，用无危险性的溶剂等；防止能量释放，如密封、绝缘、用安全带等。

在人和能量之间加屏蔽，如防火门、防爆墙、防护栏杆及警告牌示等；缓慢释放能量，如安全阀、爆破膜等；在能量上设置屏蔽，如在机器转动部位加防护罩，安装消声器等。

五、事故综原因论
简称综合论。

它是综合论述事故致因的现代理论。

综合论认为，事故的发生绝不是偶然的，而是有其深刻原因的，包括直接原因、间接原因和基础原因。

事故乃是社会因素、管理因素和生产中的危险因素被偶然事件触发所造成的结果。

可用下列公式表。