安全工程-課程教案

系統(tǒng)安全工程教案

課程名稱

系統(tǒng)安全工程專業(yè)安全工程相關(guān)專業(yè)授課順序第3次課

課題

1.系統(tǒng)安全定性分析方法

目的要求

1?知識與能力

掌握系統(tǒng)安全分析方法的主要內(nèi)容，了解主要的系統(tǒng)安全分析方法、特點(diǎn)與使用方法，中間穿插實(shí)際工程案例與前言學(xué)術(shù)成果，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

2.過程與方法

主要通過案例講解的方式介紹各種系統(tǒng)安全評價(jià)方法及其應(yīng)用，了解各種系統(tǒng)安全評價(jià)方法的應(yīng)用范圍與注意事項(xiàng)。

教學(xué)內(nèi)容要占八、、

系統(tǒng)安全分析定性方法的概念

常見的系統(tǒng)安全定性分析方法

各種定性分析方法的特點(diǎn)及應(yīng)用

基礎(chǔ)方法-安全檢查表分析方法的詳細(xì)應(yīng)用

定性分析方法-預(yù)先危險(xiǎn)分析方法的詳細(xì)應(yīng)用

重占八、、難占八、、

教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)安全評價(jià)方法引入與分類

處理方法：通過引入案例，講解系統(tǒng)安全評價(jià)方法的應(yīng)用。

教學(xué)難點(diǎn)：各種系統(tǒng)安全評價(jià)方法的結(jié)合使用方法

處理方法：通過大量的工程案例來闡述系統(tǒng)安全方法在安全評價(jià)體系中的作用。

教學(xué)思路與教法設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)者分析：

安全系統(tǒng)工程這門課是安全工程專業(yè)的核心課程，安全工程研究生入學(xué)考試的主要專業(yè)課程，安全系統(tǒng)工程系統(tǒng)介紹了安全分析方法、安全評價(jià)方法，對于實(shí)際生產(chǎn)中的安全管理的從業(yè)者具有重要的意義。

面向的主要是已經(jīng)學(xué)習(xí)了安全工程相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)的大三學(xué)生，學(xué)生們已經(jīng)擁有了一定的專業(yè)素養(yǎng)與自學(xué)能力，介于大二學(xué)生主要面臨著工作和后續(xù)深造這一局面，因此，主講的安全系統(tǒng)工程偏重于專業(yè)化與前言化，期望能夠給他們后續(xù)的工作與深造帶來啟發(fā)。

教學(xué)思路：

課前溝通:前面學(xué)生已經(jīng)了解了系統(tǒng)安全工程這門課的前言部分，這節(jié)課的主要內(nèi)容包括：

（1）系統(tǒng)安全分析方法的簡介

（2）安全檢查表方法的詳細(xì)內(nèi)容

（3）預(yù)先危險(xiǎn)分析方法的詳細(xì)內(nèi)容

引言:從系統(tǒng)安全工程分析方法的重要性引出安全分析方法的概念，簡要介紹系統(tǒng)安全分析方法的分類。列舉生活中的例子或者實(shí)際工程案例，引出系統(tǒng)安全分析方法，激發(fā)學(xué)生興趣。例如：切爾諾貝利核泄漏事故調(diào)查及責(zé)任認(rèn)定、天津港爆炸事件事故調(diào)查。

邊教邊練:案例分析介紹，主要通過案例分析的方法介紹系統(tǒng)安全分析方法的特點(diǎn)和注意事項(xiàng)，并穿插前言的安全工程學(xué)知識，對其以后的學(xué)術(shù)和工作起到幫助。

小結(jié)及作業(yè)對本次課進(jìn)行小結(jié)，布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)和作業(yè)。

教學(xué)方法：

邊講邊練，講練結(jié)合（教師講授、案例分析，拓展學(xué)生視野）

案例驅(qū)動式教學(xué)

學(xué)習(xí)方法建議：

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課前務(wù)必預(yù)習(xí)，了解本次課的主要內(nèi)容

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上課集中注意力，積極和教師互動

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了解大量安全工程相關(guān)案例和最新學(xué)術(shù)成果

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課后做好課程布置的調(diào)研作業(yè)

時(shí)間安排：

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課前溝通（2分鐘）

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新課講練（35分鐘）

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課堂小結(jié)（3分鐘）

教學(xué)執(zhí)行方案

教學(xué)步驟

及時(shí)長

教學(xué)內(nèi)容

設(shè)計(jì)意圖與表達(dá)方式

課前溝通

（2分鐘）

課程介紹

本節(jié)課內(nèi)容介紹

學(xué)生了解本節(jié)課的主要內(nèi)容，該內(nèi)容對于安全工程專業(yè)從業(yè)者及后續(xù)深造的主要意義。

教師教學(xué)

（38分鐘）

系統(tǒng)安全是一個(gè)抽象的概念，風(fēng)險(xiǎn)也是具有主觀性與不確定性的，引入案例讓學(xué)生了解系統(tǒng)安全分析方法在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

切爾諾貝利核泄漏事故調(diào)查系統(tǒng)安全分析

1?系統(tǒng)安全分析方法案例引入

案例引入，切爾諾貝利核泄漏事故調(diào)查分析與責(zé)任認(rèn)定，事故樹列出72個(gè)基本事件，其中9個(gè)人為故障，4個(gè)與設(shè)備缺陷有關(guān)故障,41個(gè)誘發(fā)事件,而人為故障是其事故主因，造成了堆失控,燃料元件燒毀，堆芯熔化，同時(shí)誘發(fā)了各種事件。天津港爆炸事故引，發(fā)當(dāng)前硝化棉研究的熱點(diǎn)-對于學(xué)生科學(xué)研究的啟發(fā)。讓學(xué)生自己查閱事故調(diào)查報(bào)告，尋找其他可能的引發(fā)原因。

系統(tǒng)安全分析方法介紹

系統(tǒng)安全分析時(shí)安全系統(tǒng)工程的核心內(nèi)容，也是安全評價(jià)的基礎(chǔ)。通過這個(gè)過程，可以對系統(tǒng)進(jìn)行深入、細(xì)致的分析，充分了解系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)性，估計(jì)事故發(fā)生的概率和可能產(chǎn)生的傷害及損失的嚴(yán)重程度，為確定出那種危險(xiǎn)能夠通過修改系統(tǒng)設(shè)計(jì)或改變控制系統(tǒng)運(yùn)行程序來進(jìn)行預(yù)防提供依據(jù)。

系統(tǒng)安全分析方法有數(shù)十種，按照分析角度，可以分為定性分析與定量分析兩種。

定性分析：對引起系統(tǒng)事故的影響因素進(jìn)行非量化分析，即只進(jìn)行可能性的分析或者作出事故能夠發(fā)生的感性判斷。

定量分析：在定性分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析系統(tǒng)事故與影響因素之間的量化關(guān)系，對事故的危險(xiǎn)性得出量化的描述

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本節(jié)課重點(diǎn)講解：定性分析方法-安全檢査表、預(yù)先危險(xiǎn)分析法

1安全檢査表(SafetyCheckList,SCL)

定義：運(yùn)用系統(tǒng)安全工程的方法，發(fā)現(xiàn)設(shè)備、機(jī)器裝置和操作管理、工藝、組織措施中的各種不安全因素，列成表格進(jìn)行分析。(舉例形象說明安全檢查表的定義和功能)

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1.1簡介：最早開發(fā)的一種系統(tǒng)安全定性分析方法，也是目前最基礎(chǔ)、最重要、最簡便的系統(tǒng)安全分析和控制手段，它提取了系統(tǒng)中與安全相關(guān)的各個(gè)因素，并分析了其相互關(guān)系，簡便易行，是取得第一手資料的較好手段。

起源：70年代日本交通事故發(fā)生率很高，交通事故隨著機(jī)動車輛的增加而直線上升。70年后，安全檢查表運(yùn)用到交通安全管理工作中，對交通安全進(jìn)行嚴(yán)格管理，當(dāng)時(shí)一旦發(fā)生交通事故，運(yùn)用安全檢查表要填寫的原始表格有500項(xiàng)，天氣情況、司機(jī)年齡、司機(jī)畢業(yè)學(xué)校、道路情況、汽車牌號、輪胎花紋等都要進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)填報(bào)，然后進(jìn)行事故統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果法分析事故規(guī)律，采取相應(yīng)改進(jìn)措施。從而使得交通事故率大大降低，此后安全檢查表開始大量推廣。

1.2特點(diǎn)：

安全檢查表能夠事先編制，做到系統(tǒng)化、科學(xué)化，不漏掉任何可能導(dǎo)致事故的因素，為事故的繪制和分析做好準(zhǔn)備。

可以根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)章制度、法律、法規(guī)和規(guī)范等檢查執(zhí)行情況容易得出正確的評估。

（3）對所擬定的檢查項(xiàng)目進(jìn)行逐項(xiàng)檢查的過程，也是對系統(tǒng)危險(xiǎn)因素辨識、評價(jià)和制定出措施的過程，能夠充分認(rèn)識危險(xiǎn)因素的危險(xiǎn)程度，為進(jìn)一步的安全評價(jià)提供基礎(chǔ)。

（4）檢查表是與有關(guān)責(zé)任人緊密相連系的，所以易于推行安全生產(chǎn)責(zé)任制，檢查后能夠做到事故清、責(zé)任明、整改措施落實(shí)快。

（5）按照原因事件的重要性排列，主次分明，問答形式，簡單易行，安全管理人員和廣大職工易理解和接受，起到安全教育作用。

（6）只能做定性評價(jià)，只能對已經(jīng)存在的對象評價(jià)。

1.3安全檢査表編制

編制依據(jù)

（1）國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。是安全檢查表的重要和權(quán)威的依據(jù)。

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建筑防火規(guī)范規(guī)定了建筑防奴性能的基本要求

結(jié)合建筑防火規(guī)范介紹當(dāng)前的火災(zāi)安全工程發(fā)展趨勢，消防部門改制，防火審圖權(quán)力移交住建部門，給消防工程學(xué)生帶來的從業(yè)機(jī)遇（關(guān)于法規(guī)的解釋與消防改造措施）。關(guān)于航空安全管理的重要參考依據(jù)FAA適航標(biāo)準(zhǔn)，但是從波音事件中也可以看出，F(xiàn)AA標(biāo)準(zhǔn)并不全面，需要建立我國自主的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（2）國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)過的類似系統(tǒng)的事故資料。

案例：鋰電池事故導(dǎo)致航空系統(tǒng)加強(qiáng)對鋰電池的上機(jī)管控,因此鋰電池火災(zāi)防治也是當(dāng)今火災(zāi)安全工程學(xué)術(shù)研究中的執(zhí)占。

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近年來鋰電池飛機(jī)吹女事故.，導(dǎo)致民航系統(tǒng)旳鋰電池用品的上機(jī)管控

系統(tǒng)分析，確定的危險(xiǎn)部位及防范措施。

案例：飛機(jī)油箱部位重點(diǎn)火災(zāi)防治，飛機(jī)燃油惰化系統(tǒng)，起飛前檢查油箱中氧氣含量，但是現(xiàn)在的研究表明在飛機(jī)升高過程中燃油中的氧氣會釋放出來，使得油箱進(jìn)入不安全狀態(tài)，這是一個(gè)亟待解決的前沿問題，供學(xué)生思考。

燃油箱中含有大量的燃油，具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，是航空防火重要安全管理對象惰化技術(shù)降低油箱中的氧氣濃度

新的研究成果，包括新方法、規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)等。

案例：學(xué)生們教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中測試過燃油的閃點(diǎn)，結(jié)合自己的研究，低壓條件下燃油存儲提出的新問題(燃油隨著壓力的變化產(chǎn)生變化導(dǎo)致本身的危險(xiǎn)等級發(fā)生了變化對后續(xù)的建筑防火帶來一系列的問題怎樣解決？)，如柴油在環(huán)境壓力高于51.1kPa時(shí)，其儲存規(guī)模沒有任何限制，油罐間距最小為0.4D，并且冷卻方式?jīng)]有特殊要求.但當(dāng)環(huán)境壓力低于51.1kPa時(shí)，其儲存規(guī)模最大為1000平方米，油罐間距要增加到0.75D,并且冷卻要求采用移動式.在使用可燃液體時(shí)，在環(huán)境壓力下降的條件下,相關(guān)場所的耐火等級和建筑面積也要滿足更高的要求。

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不同壓力下的可燃液體閃點(diǎn)及危險(xiǎn)等級可能發(fā)生變化

1.4安全檢査表的格式

（一）提問式

適合用于企業(yè)的非安全生產(chǎn)人員自行檢查，確定較短時(shí)期內(nèi)的安全

情況。

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（二）對照式

適合用于企業(yè)安全管理或者安監(jiān)機(jī)構(gòu)專業(yè)人員，按照行業(yè)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對照企業(yè)生產(chǎn)條件和設(shè)備、工藝配制情況設(shè)計(jì)對應(yīng)的檢查表。對比實(shí)際生產(chǎn)狀況和安全技術(shù)編制或法規(guī)間的差距，從而起到準(zhǔn)確判斷和輔助決策作用。

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對照式安全檢査案例：某建筑物的建筑防火分析？讓學(xué)生査找規(guī)范，提出問題并提出整改措施。

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某廠房建筑平面示意圖

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解決方案：

木器廠房與鍋爐廠房、金屬拋光廠房的防火間距不足，應(yīng)加以改進(jìn)：

提高鍋爐廠房耐火等級不低于二級，防火間距為12m,滿足要求

將鍋爐房面對木器廠的外墻改為不開設(shè)門、窗、洞的防火墻，則防火間距不限

將金屬拋光廠房面對木器廠的外墻改為不開設(shè)門、窗、洞的防火墻，則防火間距不限

對木器廠房進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，使其耐火等級不低于二級，并且對金屬拋光車間面對木器廠外墻的門、窗、洞改為甲級防火門或設(shè)水幕達(dá)到規(guī)范要求,最小間距為6m，達(dá)到要求

對木器廠房進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，使其耐火等級不低于二級，四周改為防火墻，耐火極限大于1h,無天窗，最小間距為6m，滿足要求

1.5安全檢查表編制程序

1.5編制過程中注意問題

?（1）編制安全檢查表的過程，實(shí)質(zhì)是理論知識、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)化的過程，一個(gè)高水平的安全檢查表需要專業(yè)技術(shù)的全面性、多學(xué)科的綜合性和對實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)一性。為此，應(yīng)組織技術(shù)人員、管理人員、操作人員和安技人員深入現(xiàn)場共同編制。

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飛機(jī)防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)分布

?（2）按查隱患要求列出的檢查項(xiàng)目應(yīng)齊全、具體、明確，突出重點(diǎn)，抓住要害。為了避免重復(fù)，盡可能將同類性質(zhì)的問題列在一起，系統(tǒng)地列出問題或狀態(tài)。另外應(yīng)規(guī)定檢查方法，并有合格標(biāo)準(zhǔn)。

?（3）各類檢查表都有其適用對象，各有側(cè)重，是不宜通用的

?（4）危險(xiǎn)性部位應(yīng)詳細(xì)檢查，確保一切隱患在可能發(fā)生事故之前就被發(fā)現(xiàn)。

?（5）編制安全檢查表應(yīng)將安全系統(tǒng)工程中的事故樹分析、事件樹分析、危險(xiǎn)性預(yù)先分析和可操作性研究等方法結(jié)合進(jìn)行，把一些基本實(shí)踐列入檢查項(xiàng)目中。

1.6實(shí)用舉例

礦山企業(yè)綜合檢査表

2.安全管理檢查評分表

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預(yù)先危險(xiǎn)性分析(PreliminaryHazardAnalysis,PHA)

2.1定義：定性分析系統(tǒng)內(nèi)危險(xiǎn)因素和危險(xiǎn)程度的方法。在每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)活動之前，對系統(tǒng)內(nèi)存在的危險(xiǎn)性類型、來源、出現(xiàn)條件、導(dǎo)致事故的后果及有關(guān)措施等，做一概略分析。

主要目的是辨識系統(tǒng)中存在的危險(xiǎn)源，確定危險(xiǎn)等級，防止這些危險(xiǎn)發(fā)展成事故。

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2.2PHA分析的步驟

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確定分析系統(tǒng)，明確系統(tǒng)功能和分析范圍

調(diào)查收集資料，調(diào)查生產(chǎn)目的、工藝過程、操作條件和周圍環(huán)境。收集設(shè)計(jì)說明書、本單位的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、國內(nèi)外事

故情報(bào)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等資料。

（3）系統(tǒng)功能分解。按照系統(tǒng)工程的原理，將系統(tǒng)功能進(jìn)行分

解，表示出它們之間的輸入、輸出關(guān)系。

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分解圖示

（4）分析、識別危險(xiǎn)性。確定危險(xiǎn)類型、危險(xiǎn)來源、初始傷害及造成的危險(xiǎn)性，對潛在的危險(xiǎn)點(diǎn)要仔細(xì)判定。

（5）確定危險(xiǎn)等級。

（6）制定措施。從軟硬件兩方面制定相應(yīng)的消除危險(xiǎn)性的措施和防止傷害的辦法。

2.3危險(xiǎn)性辨識包括：

（1）危險(xiǎn)設(shè)備、場所和物質(zhì)；

（2）有關(guān)安全設(shè)備、物質(zhì)間交接面（物質(zhì)的相互反應(yīng)（舉例：清水河倉庫大爆炸））

（3）環(huán)境因素（地震、洪水、高溫、低溫、潮濕、震動等）

（4）運(yùn)行、試驗(yàn)、維護(hù)、應(yīng)急。人失誤

（5）輔助設(shè)施。動力，物質(zhì)儲備等

（6）有關(guān)安全設(shè)備，消防、安全監(jiān)控、備用設(shè)備等。

2.3危險(xiǎn)性等級劃分

（1）I級：安全的，暫時(shí)不能發(fā)生事故，可以忽略；

（2）II級：臨界的，有導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)，事故處于臨界狀態(tài)，可能導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)采取措施；

（3）III級：危險(xiǎn)的，可能導(dǎo)致事故發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，必須米取事故進(jìn)行控制；

（4）IV級：災(zāi)難的，會導(dǎo)致事故發(fā)生，造成人員嚴(yán)重傷亡和財(cái)產(chǎn)巨大損失，必須立即設(shè)法消除。

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危險(xiǎn)性因素比較矩陣，層次分析法(及最新方法)

2.4危險(xiǎn)性控制

控制措施，重新評估，直到可接受；

限制能量或采用安全能源替代危險(xiǎn)能源

防止能量外泄

防止能量散逸

在能量的放出路線上和放出時(shí)間上采取措施

能量放出緩沖裝置

在能量源上采取防護(hù)措施

在能量與人與物之間采取防護(hù)措施

形成文件包括：

危險(xiǎn)

危險(xiǎn)的結(jié)果

危險(xiǎn)的原因

事故風(fēng)險(xiǎn)評估(包括米取風(fēng)險(xiǎn)控制措施之前和之后兩種情況)

消除或減緩危險(xiǎn)的建議措施

2.5實(shí)例分析

(一)HS泄漏事故

~2

HS泄漏事故。原因：

盛裝H2s的壓力容器泄漏或破裂；

反應(yīng)裝置中的H2S過剩；

反應(yīng)裝置供料管線泄漏或破裂；

在連接H2S儲罐與反應(yīng)裝置的過程中發(fā)生泄漏。

2

危險(xiǎn)分級：III級和IV級

安全措施：

改變工藝，考慮用低毒性物質(zhì)在需要時(shí)能產(chǎn)生H2S

2氣體；

開發(fā)一套收集和處理過剩H2S的系統(tǒng)；

釆用H2S泄漏報(bào)警裝置；

現(xiàn)場儲存最小量的H2S，不會輸送、處理過量；

開發(fā)符合人機(jī)工程的儲罐連接程序；

設(shè)置由H2S泄漏監(jiān)控系統(tǒng)驅(qū)動的水封系統(tǒng)封閉儲罐;

把儲罐布置在遠(yuǎn)離其他道路、方便運(yùn)輸?shù)牡胤剑?/p>

在投產(chǎn)之間，教育、培訓(xùn)職工了解H2S的危害，掌

握應(yīng)急程序。

（二）石化過程預(yù)先危險(xiǎn)分析

在一些實(shí)際系統(tǒng)（工業(yè)或民用）設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要應(yīng)用到石油液化氣作為燃料或原料。在實(shí)際生產(chǎn)活動中石油液化氣引起的火災(zāi)和爆炸事故時(shí)有發(fā)生。以石油液化氣火災(zāi)和爆炸事故為例，進(jìn)行預(yù)先危險(xiǎn)性分析。

后故事

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液化氣外

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古汩冋皿

故障泄漏、運(yùn)彳〒泄漏、明火二歲花1咼』啟物質(zhì)

明花物遇火溫液'咼泄火或質(zhì)

石油液化氣損失、人員傷亡、系統(tǒng)嚴(yán)垂損壞、嚴(yán)重時(shí)經(jīng)濟(jì)損尖

除尿、理攙證施好漏消、品管定保設(shè)完泄制晾質(zhì)強(qiáng)規(guī)、全士止拄火證加按件安齊防

m皿壓叱部高叛溢

明花物遇火溫罐”高儲火或質(zhì)

IV

（三）高爐拆裝工程預(yù)先危險(xiǎn)性分析

在鋼鐵廠需要定期進(jìn)行高爐大修。鞍山鋼鐵公司針對高爐拆裝工程進(jìn)行預(yù)先危害分析。其中，把危險(xiǎn)性分為發(fā)生事故可能性和后果嚴(yán)重程度兩欄。

施工階段

危害

發(fā)生可能性

危害嚴(yán)重度

預(yù)肪措施

拆除階

段

人員高處墜落

面處脫落構(gòu)件擊傷人員