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事故金字塔理论
事故金字塔理论是一种事故发生率的分析模型，它有助于指导有关人员更有效地管理和控制事故的发生和消除风险。
金字塔理论是由美国安全研究所（SRI）的安全专家弗雷德里克·史密斯（Fredric M. Smith）于1976年提出的，它由三个层次组成，分别是违反安全规则、安全设备故障和人为因素。
首先，违反安全规则是最底层的层次，它指的是在工作中不遵守安全规则，例如不穿安全帽、不按安全操作规程操作、不使用安全设施等。
安全规则的违反是造成工作场所安全事故的最基本因素，如果人们不遵守安全规则，将会极大地增加事故的发生率。
其次，安全设备故障是第二层，它指的是由于设备的老化、磨损或不当使用等原因导致的设备故障，它可能是由于设备不符合要求或操作不当而导致的，这些情况不仅会对安全造成威胁，而且也会导致事故发生。
最后，人为因素是最顶层的层次，它指的是由于缺乏安全意识、系统设计不当等人为原因造成的安全事故，它是安全事故的最根本原因，也是最难以控制的一类原因。
综上所述，事故金字塔理论指出，安全事故的发生是由违反安全规则、安全设备故障和人为因素三个方面综合影响而导致的，因此，
有关部门应重视安全管理，加强安全规章制度和设备维护，培养安全意识，有效地预防安全事故的发生。
典型的事故归因模型主要有以下几种：
1.事故因果连锁模型：该模型认为事故的发生不是一个孤立的事件，而是由于一系列原因引起的。
这些原因包括人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素等。
这些原因之间相互关联，形成一个连锁反应，最终导致事故的发生。
2.能量意外释放理论：该理论认为事故是由于能量的意外释放造成的。
这种释放可能是由于机械能、
电能、化学能、热能等形式的能量超过了人体的承受能力，导致人员伤亡或财产损失。
3.轨迹交叉理论：该理论认为事故是由于人的不安全行为和物的不安全状态交叉引起的。
当人的不
安全行为与物的不安全状态同时发生时，就会发生事故。
4.多米诺骨牌理论：该理论认为事故是由于一系列相互关联的原因引起的，这些原因像多米诺骨牌
一样一个接一个地倒下，最终导致事故的发生。
这些原因包括人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素等。
这些模型可以帮助人们更好地理解事故的原因，并采取相应的措施来预防事故的发生。
事故因果模型是用来描述和分析事故发生原因和过程的一种理论模型。
它通常将事故的发生视为一系列事件按照一定的顺序相互关联、相互影响的结果。
事故因果模型可以帮助我们更好地理解事故的成因，从而采取有效的预防措施，降低事故发生的概率。
下面介绍几种常见的事故因果模型：
1. 海因里希事故因果连锁模型：德国学者海因里希在1931年首次提出的事故因果模型，也被称为多米诺骨牌理论。
该模型将事故描述为一系列原因事件按照一定的顺序发生，最终导致伤害结果。
模型包括遗传及社会环境、人的缺点、不安全行为或状态、事故和人员伤亡等五个环节。
2. 亚当斯事故因果连锁模型：亚当斯在1980年代提出的一种事故因果模型，与博德事故因果连锁理论相似。
该模型将事故和损失因素分为现场失误和管理失误两类。
现场失误包括人的不安全行为和物的不安全状态，而管理失误则是企业领导者及事故预防工作人员在管理工作中的差错或疏忽。
亚当斯事故因果连锁模型强调了深入分析现场失误背后原因的重要性。
3. 博德事故因果连锁理论：英国学者博德在1970年代提出的一种事故因果模型，将事故发生的原因分为技术、管理和人为因素三类。
技术因素包括设备故障、工艺缺陷等；管理因素包括计划不当、组织不力、沟通不畅等；人为因素包括操作错误、违章操作等。
博德事故因果连锁理论强调了事故预防中管理者对技术、管理和人为因素的控制和协调作用。
这些事故因果模型都可以帮助我们更好地理解事故的成因，从而采取有效的预防措施，降低事故发生的概率。
一．泄漏
由于设备损坏或操作失误引起泄漏从而大量释放易燃、易爆、有毒有害物质，将会导致火灾、爆炸、中毒等重大事故发生，因此后果分析首先要考虑泄漏。
1． 泄漏情况分析 2． 泄漏量的计算 1） 液体泄漏量
液体泄漏速度可用流体力学的伯努力方程计算，其泄漏速度为：
2gh )
p p (2A C Q 0d 0++=ρ
ρ
（4-1）
式中 Q 0——液体泄漏速度，kg/s ；
C d ——液体泄漏系数，按表4-49选取； A ——裂口面积，m 2；
ρ——泄漏液体密度，kg/m 3； p ——容器内介质压力，Pa ； p 0——环境压力，Pa ；
g ——重力加速度；9.8m/s 2； h ——裂口之上液位高度，m ；
表4-49 液体泄漏系数C
主要取决于容器内介质压力与环境压力之差和裂口之上液位的高低。
当容器内液体是过热液体，即液体的沸点低于周围环境温度，液体流过裂口时由于压力减小而突然蒸发。
蒸发所需热量取自于液体本身，而容器内剩下液体的温度将降至常压沸点。
在这种情况下，泄漏时直接蒸发的液体所占百分比F 可按下式计算：
H
T T C F 0
p
-= （4-2） 式中 C p ——液体的定压比热，J/kg ·K ； T ——泄漏前液体的温度，K ； T 0——液体在常压下的沸点，K ； H ——液体的气化热，J/kg ；
按式4-2计算的结果，几乎总在0～1之间。
事实上，泄漏时直接蒸发的液体将以细小烟雾的形式形成云团，与空气相混合而吸收热蒸发。
如果空气传给烟雾的热量不足以使其蒸发，有一些液体烟雾将凝结成液滴降落到地面，形成液池。
根据经验，当F>0.2时，一般不会形成液池；当F<0.2时，F 与带走液体之比有线性关系，当F=0时没有液体带走（蒸发），当F=0.1时有50%的液体被带走。
2） 气体泄漏量
气体从裂口泄漏的速度与其流动状态有关。
因此，计算泄漏量时首先要判断泄漏时气体流动属于音速还是亚音速流动，前者称为临界流，后者称为次临界流。
当下式成立时，气体属于音速流动：
1
0)1
2(-+≤k k
k p p （4-3） 当下式成立时，气体属于亚音速流动：
1
0)1
2(-+≥k k
k p p （4-4） 式中p 0、p ——符号意义相同；
k ——气体的绝热指数，即定压比热C p 与定容比热C v 的比值。
气体呈音速流动时。
其泄漏量为：
1
1
0)1
2(-++=k k d k RT Mk A C Q ρ （4-5）
气体呈亚音速流动时，其泄漏量为：
1
1
0)1
2(-++=k k d k RT Mk A YC Q ρ （4-6）
上两式中 C d ——气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00，三角形时取0.95，长方形时
取0.90；
Y ——气体膨胀因子，由下式计算：
])
(1[)()21)(11(1
02
011k
k k
k k p
p p p k k Y --+-+-= （4-7）
M ——分子量，kg ；
ρ——气体密度，kg/m 3； R ——气体常数，J/mol ·K ； T ——气体温度，K ；
当容器内物质随泄漏而减少或压力降低而影响泄漏速度时，泄漏速度的计算比较复杂。
如果 流速小或时间短，在后果计算中可采用最初排放速度，否则应计算其等效泄漏速度。
3） 两相流动泄漏量
在过热液体发生泄漏时，有时会出现气、液两相流动。
均匀两相流动的泄漏速度可按下式计算：
)(20c d p p A C Q -=ρ （4-8）
式中 Q 0——两相流动混合物泄漏速度，kg/s ； C d ——两相流动混合物泄漏系数，可取0.8； A ——裂口面积，m 2；
p ——两相混合物的压力，MPa ；
p C ——临界压力，MPa ，可取0.55 MPa ；
ρ——两相混合物的平均密度，kg/m 3，它由下式计算：
2
1
11
ρρρv
v
F F -+
=
（4-9）
ρ1——液体蒸发的蒸汽密度，kg/m 3； ρ2——液体密度，kg/m 3；
F v ——蒸发的液体占液体总量的比例，它由下式计算：
H
T T C F 0
p
-= （4-10） 式中 C p ——液体的定压比热，J/kg ·K ； T ——泄漏前液体的温度，K ； T 0——液体在常压下的沸点，K ； H ——液体的气化热，J/kg ；
当F>1时，表明液体将全部蒸发成气体，这时应按气体泄漏公式计算。
如果F v 很小，则可近似按照液体泄漏公式计算。
3．泄漏后的扩散
如前所述，泄漏物质的特性多种多样，而且受原有条件的强烈影响，但大多数物质从容器中泄漏出来后，都可发展为弥散的气团向周围空间扩散。
对可燃气体若遇到点火源会着火。
这里仅讨论气团原形释放的开始形式，即液体泄漏后扩散、喷射扩散和绝热扩散。
1）液体的扩散
液体泄漏后立即扩散到地面，一直流到低洼处或人工边界，如防火堤、岸墙等，形成液池。
液体泄漏出来不断蒸发，当液体蒸发速度等于泄漏速度时，液池中的液体量将维持不变。
如果泄漏的液体时低度挥发时，则从液池中蒸发量较小，不易形成气团，对厂外人员没有危险；如果着火则形成池火灾；如果渗透进土壤，有可能对环境造成影响。
如果泄漏的是挥发性液体或低温液体，泄漏后液体蒸发量大，大量蒸发在液池上面后会形成蒸汽云并扩散到厂外，对厂外人员有影响。
（1）液池面积
如果泄漏的液体已达到人工边界，则液池面积即为人工边界围成的面积。
如果泄漏的液体未 达到人工边界，则将假设液体的泄漏点为中心呈扁圆柱形在光滑平面上扩散。
这时液池半径 R 用下式计算：
瞬时泄漏（泄漏时间不超过30s ）时：
4
)8(t
p
gm r π= （4-11）
连续泄漏（泄漏持续10min 以上）时：
4
1
3)32(p
gmt r π=
上述两式中 r ——液池半径，m ；
m ——液体的泄漏量，kg ； g ——重力加速度，9.8m/s 2； p ——设备中液体压力，Pa ； t ——泄漏时间，s 。
（2）蒸发量
液池内液体蒸发按其机理可分为闪蒸、热量蒸发和质量蒸发三种。
①闪蒸：过热液体挥发后，由于液体的自身热量而直接蒸发称为闪蒸。
发生闪蒸时液体蒸发 速度Q 1可由下式计算：
t /m F Q v 1∙=
式中 F v ——直接蒸发的液体与液体总量的比例 m ——泄漏的液体总量，kg ； t ——闪蒸时间，s 。
②热量蒸发：当F v <1或Q t <m 时，则液体闪蒸不完全，有一部分液体在地面形成液池并吸 收地面热量而气化，称为热量蒸发。
热量蒸发速度Q 1按下式计算：
)()(01
011b u b T T HL
A KN t
H T T KA Q -+
-=
πα （4-13） A 1——液池面积，m 2； T 0——环境温度，K ； T b ——液体沸点，K ； H ——液体蒸发热，J/kg ； L ——液池长度，m ；
α——热扩散系数，m 2/s ，见表4-50； K ——导热系数，J/m ·K ，见表4-50； t ——蒸发时间，s ；
N u ——努舍尔特（Nusselt ）数。
称为质量蒸发。
其蒸发速度Q 1为：
11ραL
A
Sh
Q = （4-15） 式中α——分子扩散系数，m 2/s ； Sh ——舍伍德（Sherwood ）数； A ——液池面积，m 2； L ——液池长度，m ；
ρ1——液体的密度，kg/m 3； 2）喷射扩散
气体：泄漏时从裂口喷出形成气体喷射。
大多数情况下气体直接喷出后，其压力高于周围环境大气压力，温度低于环境温度。
在进行气体喷射计算时，应以等价喷射直径计算。
等价喷射的孔口直径按下式计算：
ρ
ρ0
D D = （4-16） 式中 D ——等价喷射孔径，m ； D 0——裂口孔径，m ；
ρ0——泄漏气体的密度，kg/m 3；
ρ——周围环境条件下气体的密度，kg/m 3。
如果气体泄漏能瞬间达到周围环境的温度、压力状况，即ρ0=ρ，则D=D 0。
（1）喷射的浓度分布
在喷射轴线上距孔口x 处的气体浓度C （x ）为：
ρ
ρρ-++=
132.0)(0
1
2
1D x b b b x C （4-17） 式中b 1、b 2——分布函数，其表达式如下：
2195.92.485.50b ρρ-+= ρ4123b 2+=
其余符号意义同前。
如果把式（4-17）改写成x 是C （x ）的函数形式，则给定某浓度值C （x ），就可算出具有 该浓度的点至孔口的距离x 。
在过喷射轴线上点x 且垂直于喷射轴线的平面内任一点处的气体浓度为：
22)x /y (b e )
x (C )
y ,x (C -=
式中C （x ，y ）——距裂口距离x 且垂直于喷射轴线的平面内y 点的浓度，kg/m 3； C （x ）——喷射轴线上距裂口x 处的气体浓度，kg/m 3；。
