桥式起重机吊物伤害事故树及其分析

模板九、起重作业故障树模型分析9.1 起重作业故障树分析该工程起重设备存在于车间、仓库等主要生产、储存场所，在生产过程中起着举足轻重的作用，大量的原料、成品、半成品都要使用起重设备进行吊装，生产设备的检修与安装就更离不开起重设备。

据国家有关部门统计，冶金企业的起重设备所造成的伤害事故占各类伤害事故的30%左右，杜绝或减少起重伤害事故已是安全管理的一个重要课题。

现根据该工程中使用的主要起重设备的特点，结合同类行业事故案例，本报告现以起重作业伤人事故为例进行故障树分析。

起重伤害危险性最大的事故为起重设备在运行过程失稳倾翻事故，但从以往的事故统计来看，失稳倾翻事故发生的可能性较小，主要的起重伤害为吊运过程的伤人事故，本评价以起重机吊钩吊物坠落伤人事故为顶上事件，采用故障树进行重点分析。

9.1.1 编制故障树起重机吊钩吊物坠落伤人故障树图见图9.1、图9.1续图1、图9.1续图2及图9.1续图3。

起重机吊钩吊物坠落伤人事故吊钩吊物下有人?A1吊钩吊物坠落挂钩指挥未起作用 吊钩失控 B3起重钢丝绳破裂B4吊具吊索破裂B5吊物脱落B6A2人在吊物下B1 吊物在人上空通过+ X1人在吊物下作 业B2被迫 通过 X3 视线 不清司机操 惯性超重 ?X12 始吊速 度过快 吊物接近额定 负荷 C1人在吊物下走行 作失误 X4 非司机 开车 疏忽大意 X8 X5F3 起吊埋 在地下 物体 歪拉 斜吊 X14 X1X7指挥失灵无人 + C2指挥非挂钩 看见未 制止 起吊不 明重量的重物 过载C5强度不足C8 磨损严重 B7平衡轮轴断裂X67C11X66绳夹断裂轴质 量差卷筒固定1 设计 缺陷 X38 ?X10吊物超重X9 X19过载保护 器失灵 工指挥 X16 估计 错误重仍起X18X17 明知超 吊E2钢丝绳脱槽磨轴?震动X65D6X62材差质钢丝绳脱槽E5X39 吊物棱 角缺口 未垫好 索具选 使用变形 磨损的吊 、索具 X40吊具选 用不合 理 用不当 X41 X42 捆绑方法不正确钢丝绳 有死结 吊具、 吊索腐 蚀 X46X45吊运钢水及其 他金属液体或 赤热金属所用 链条吊环未定期退火X63滑轮轮缘坏X64起作用护罩不 X44图9.1起重作吊钩吊物坠落伤人故障树吊钩失控制动器失灵C3B3控制器失灵C4图9.1 续图1++图9.1续图2模板九、起重作业故障树模型分析9.1.2 故障树定量分析9.1.2.1 伤害事故类别的概率计算（ 1）A 1概率计算①求最小割集 按行列法进行运算得到：模板九、起重作业故障树模型分析K 1={ x 1,x 7} K 2={ x 2,x 7} K 3= {x 3,x 7} K 4={ x 4,x 7} K5={ x 5,x 7} K 6={ x 6,x 7}K 7= {x 1,x 8}K 8={ x 2,x 8} K 9={ x 3,x 8} K 10={ x 4,x 8 } K11= {x 5,x 8}K 12= { x 6,x 8}K 13={ x 1,x 9} K14= {x 2,x 9}K 15= {x 3,x 9} K 16= { x 4,x 9}K 17={ x 5,x 9} K 18={ x 6,x 9} K 19={ x 1,x 1 0} K 20={ x 2,x 10}K 21={x 3,x 10} K 22={x 4,x 10}K 23= {x 5,x 10} K 24={ x 6,x 10}所以，最小割集有 24 个，分别为：5A1B 1B2x 5x 10②求A1概率(q A1)A1=x1x7+x2x7+x3x7+x4x7+x5x7+x6x7+x1x8+x2x8+x3x8+x4x8+x5x8+x6x8+x1x9+x2x9+x3x9+x4x9+x5x9+x6x9+x1x10+x2x10+x3x10+x4x10+x5x10+x6x10 q A1≈ 1-(1-q 1q7)(1-q 2q7)(1-q 3q7)(1-q 4q7)(1-q 5q7)(1-q 6q7)(1-q 1q8) (1-q 2q8)(1-q 3q8)(1-q 4q8)(1-q 5q8)(1-q 6q8)(1-q 1q9)(1-q 2q9)(1-q 3q9)(1- q4q9)(1-q5q9)(1-q 6q9)(1-q 1q10)(1-q 2q10)(1-q 3q10)(1-q 4q10)(1-q 5q10) (1-q 6q10) 将表9.1 中数值代入得：-3 -2 -2 -2 -2 -2 q A1≈ 1-(1-10 -3×5 ×10-2 )(1-10 -2×5×10-2 ) (1-10 -2×5×10-2) (1-10 -3×5×10-2) (1-5 ×10-2×5×10-2) (1-10 -3×5×10-2 ) (1-10 -3×10-3)(1-10 -2×10-3 ) (1-10 -2×10-3 ) (1-10 -3×10-3) (1-5 ×10-2×10-3 ) (1-10 -3×10-3) (1-10 -3×10-3)(1-10 -2×10-3) (1-10 -2×10-3) (1-10 -3×-3 -2 -3 -3 -3 -3 -2 -210-3) (1-5 ×10-2×10-3) (1-10 -3×10-3) (1-10 -3×8×10-2 )(1-10 -2×8 ×10-2 ) (1-10 -2×8×10-2 ) (1-10 -3×8×10-2 ) (1-5 ×10-2×8×10-2) -3 -2 -2(1-10 -3×8×10-2 )=10-2表9.1 基本事件发生概率取值表2)B3概率计算①求最小割集故障树结构函数式：B3=C3C4=(x 21+x22)[ x 11+x20+x19(x 12x13+x14+x15+x16+x17+x18) ]=x11x21+x20x21+x22x11+x20x22+x12x13x19x21+x12x13x19x22+x14x19x21+x14x19x22+x15 x19x21+x15x19x22+x16x19x21+x16x19x22+x17x19x21+x17x19x22+x18x19x21+x18x19x22 得到最小割集16 个，分别为：K1={ x11,x 21} K2={ x20,x 21} K3={ x22,x 11} K4={ x20，x22} K5={ x12,x 13,x 19,x 21}K6={ x 12,x 13,x 19,x 22} K 7={ x 14,x 19,x 21} K 8={ x 14,x 19,x 22} K 9={ x 15,x 19,x 21} K10={ x 15,x 19,x 22} K 11={ x 16,x 19,x 21} K 12={ x 16,x 19,x 22} K 13={ x 17,x 19,x 21} K14={ x 17,x 19,x 22} K 15={ x 18，x19,x 21} K 16={ x 18，x19,x 22}②求B3 概率由结构函数式可得：模板九、起重作业故障树模型分析q B3≈1-( 1-q11q21)(1- q20q21)(1- q22q11)( 1- q20q22)(1- q12q13q19q21) (1-q12q13q19q22)(1- q 14q19q21)(1- q 14q19q22)(1- q15q19q21)(1- q15q19q22) (1- q 16q19q21)( 1-q 16q19q22)(1- q 17q19q21)(1- q17q19q22)(1- q18q19q21) ( 1- q 18q19q22)将表9.1 中数值代入得q B3≈1.3 ×10-5。

起重机械爆炸事故树分析起重机械爆炸是指用于易燃易爆危险场所的防爆起重机械因各种诱因而造成的设备爆炸事故。

从某种角度看，防爆起重机械比普通防爆产品更易发生爆炸事故。

首先，防爆起重机械包含了防爆电箱、防爆控制器、防爆电机、防爆仪表等防爆电器产品，结构较复杂；其次，防爆起重机械经常处于运动状态，因而故障率较高，需要不定期的维修与定期的维护保养。

起重机械所引发的爆炸事故往往导致严重后果，影响了经济的建设和社会的稳定，应采用科学的方法对其爆炸原因进行分析并给出控制措施。

1 事故树分析要素系统安全分析(System safety analysis)的目的是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障或事故[1]。

系统安全分析方法有归纳法与演绎法两大类，事故树分析法(Fault Tree Analysis，简称FTA)是一种常见的可有效预防事故发生的演绎分析法。

这种方法把系统可能发生的某种事故(顶事件)与导致事故发生的各种原因(基本事件)之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为制定安全对策提供可靠依据。

绘制事故树前，首先要确定其顶事件、中间事件、基本事件以及事件之间的逻辑关系。

顶事件就是起重机械爆炸，底事件可以是维修人员在修理防爆设备时没有切断设备供电电源或随意改变防爆电气设备的结构、零部件及设备的内部线路等[2]。

2 最小割集与结构重要度分析G1的最小割集求解过程如下：G1=a·G2·G3=a·(G4+G5+G6)·G3=a·[(G7+X4)+(X5+X6+X7)+(X8+X9+X10+X11+X12)]·(X13+X14)=a·(bX1+bX2+bX3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11+X12)·(X13+X14)由于X13和X14是省略事件，a是条件事件，可知G1共有12个最小割集，分别是{b,X1}，{b,X2}，{b,X3}，{X4}，{X5}，{X6}，{X7}，{X8}，{X9}，{X10}，{X11}，{X12}。

结构件损坏事故
安装和检修中的事故
触电事故
违章作业事故
4
取物装置事故
吊钩冲顶坠落
吊钩相撞坠落事故 吊钩钢丝绳脱槽事故 龙门梁脱钩事故 吊具使用不当引起的死亡事故 吊物工具脱出砸人事故 系物索断裂引发的伤亡事故
5
吊钩冲顶坠落之一
1. 事故简介
1988年11月29日，某厂电炉加料起重机主钩冲顶，拉 断钢丝绳，吊钩坠落，砸死一人
5. 事故的预防对策
加强安全管理和设备管理；加强员工的安全知识、技术 知识和操作技能培训；修复或更换吊钩组。
19
吊钩钢丝绳脱槽事故
1．事故简介
1989年3月9日，某烧结厂用桥式起重机吊钢板，在空钩下落 的过程中，吊钩滑轮组上的一侧钢丝绳脱槽，吊钩下落，砸 死 一人。
2. 事故发生过程
某钢铁公司烧结厂机修车间对一系列2号烧结机进行16小时 的定修。架工班班长甲安排工人乙带领3名架工将零米处的钢 板吊运到距地面15.8m高的炔结机平台上。乙安排一人开起重 机，另外二人到零米处撬钢板、绑绳扣，乙则站在烧结机平 台上指挥。在乙的指挥下，在对起重机设备进行检查后，就 对准吊装孔放钩，当空钩降至离地面5～6m处时，丙来到吊 装现场，主动帮助橇钢板，乙发现后立即指挥停降吊钩，此 时，吊钩滑轮组一侧的钢丝绳突然跳槽脱出滑轮外，导致空 钩加速下降，砸中丙的肩部，经医院抢救无效死亡。

6
吊钩冲顶坠落之一
3．事故原因分析
(1)在起升主钩、下降副钩作业时，因主钩起升高度限位 器的触头发生粘连，使限位器失效，导致主钩继续上升冲 顶坠落。 (2)在起升主钩、下降副钩作业时，当主钩起升到位后， 司机将上钩控制器手柄拉到零位，但因操作不慎，使控制 器手柄从零位移动，造成主钩继续上升。 (3)管理部门未按要求对起重机进行定期检查保养，木 未对主钩起升高度限位器触头进行定期更换而埋下事故隐

事故树计算（2）最小径集：P1={X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11}P2=｛X12X13X14｝P3={X15｝(3)各基本事件的结构重要度:X15为单元素集，其结构重要度I （15）最大。

I （12）= I （13）= I （14）=1/22，I （1）= I (2）=……= I （12）= I （11）=1/210结构重要度顺序为：I （15） I （12）= I （13）= I (14） I （1）= I (2）=……= I （12)= I （11)起重作业事故树图定性分析（1)最小割集33组,每组由3个基本事件构成,说明导致事故的途径多，危险大. （2）最小径集只有3组。

1组由l1个基本事件构成，说明预防环节多,难度大. （3)从结构重要度看，Xl5（人躲闪不急）是顶上事件发生的关键，X12、X13、X14是较重要的基本事件，其余亦不可忽视。

从以上分析可以看出，人员及时躲闪是减少起重作业挤压事故发生概率的措施，这涉及到起重作业设备，起重作业环境和起重作业管理等诸多方面。

起重作业挤伤事故的预防措施根据上述事故树分析结果，起重作业挤压事故预防应从人、机、环境、管理四个方面采取措施。

（1）起重机管理1)起重机安全装置必须齐全、可靠、灵敏，缺少安全装置或安全装置已失效的起重机不得使用,要加强对安全装置的管理,正确使用，精心维护，科学检修.2）建立起重机械维护、保养、检查和检验的制度，起重机使用单位应经常检查起重机械，包括年度检查，每月检查和每日检查.3）建立起重机械安全技术档案管理制度,获取起重机械作业安全信息资料，在进行检查前，需要把起重机械系统分为若干层次，每个层次又分为若干单元。

根据相关安全规范、标准等，把要检查的项目、要点按一定顺序列成表格，作为检查的依据。

根据起重作业事故的对象和目的不同，起重作业检查表可分为起重机电气安全性检查表，起重机工作机构安全检查表等.（2）人员的管理和培训1)搞好安全教育，定期对起重工进行培训,增强安全意识和自我保护意识，禁止吊运时操作工在吊物旁工作，他人在吊车下行车.起重机械的操作人员必须取得《特种作业人员安全技术操作证》方准独立作业.在作业中，严格遵守《起重机械操作使用规程》和《安全技术规程》，做到全面观察，正确指挥，准确操作，严禁违章操作、违章指挥。