安全工程學(xué)培訓(xùn)教程

安全工程學(xué)

錢新明（教授博士生導(dǎo)師）爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第一章概論第一節(jié)安全的現(xiàn)狀

第二節(jié)安全科學(xué)與工程的發(fā)展沿革第三節(jié)安全工程學(xué)的基本概念第四節(jié)安全系統(tǒng)工程的研究對象和研究內(nèi)容第一節(jié)安全的現(xiàn)狀安全的現(xiàn)狀當(dāng)前社會意外事故頻發(fā)和嚴(yán)重，事故造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3~5%GDP；國家、社會和人民對安全健康的意愿不斷提高。我國每年人為技術(shù)導(dǎo)致的意外事故（工傷事故和交通事故）每年有14多萬人喪生，每年因公路交通事故、鐵路路外事故死亡8萬多人；其次是礦山事故，特別是煤礦事故，每年礦山因工死亡1萬多人，其中煤礦占90%以上。公安部門的調(diào)查表明，我國存在有13.82萬處重大火災(zāi)隱患。職業(yè)病發(fā)病率居高不下，全國有兩千多萬工人在高塵毒和高噪音的環(huán)境中作業(yè)。今年上半年全國安全生產(chǎn)形勢總體穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為“四個(gè)下降、一個(gè)穩(wěn)定”的特點(diǎn)。

1、全國傷亡事故總量下降

2、全國重、特大事故下降

3、大部份行業(yè)和領(lǐng)域傷亡事故下降

4、3月份以來煤礦傷亡事故下降

5、大部分地區(qū)安全生產(chǎn)狀況較為穩(wěn)定2005年上半年全國安全生產(chǎn)的形勢

—（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局調(diào)度中心數(shù)據(jù)）

2005年上半年全國安全生產(chǎn)的主要特點(diǎn)1、特別重大事故情況

全國發(fā)生特別重大事故7起，死亡484人，同比增加2起、282人。其中：煤礦企業(yè)發(fā)生4起，死亡366人，同比增加1起、260人；火災(zāi)事故發(fā)生1起，死亡31人，同比起數(shù)持平，死亡人數(shù)減少23人；道路交通發(fā)生2起，死亡87人，同比增加2起、87人；水上交通未發(fā)生特別重大事故，同比減少1起、42人。

2、特大事故情況全國發(fā)生特大事故52起，死亡835人，同比減少15起、118人。其中：工礦商貿(mào)企業(yè)發(fā)生23起，死亡393人，同比減少2起、死亡人數(shù)增加37人。其中：煤礦企業(yè)發(fā)生20起，死亡338人，同比增加5起、116人。

2005年上半年安全生產(chǎn)的主要問題主要表現(xiàn)為“三個(gè)上升、兩個(gè)多發(fā)”。

1、全國特別重大事故上升

2、部分行業(yè)和領(lǐng)域的特大和特別事故上升

3、部分地區(qū)特大事故上升

4、危險(xiǎn)化學(xué)品事故多發(fā)

5、重大未遂傷亡事故多發(fā)爆炸事故和恐怖爆炸是造成社會不穩(wěn)定的重要原因，爆炸是威脅公共安全的主要形式，爆炸安全是公共安全的重要組成部分，是保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，維持社會穩(wěn)定，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，和創(chuàng)造和諧社會的重要保障之一。根據(jù)爆炸發(fā)生的機(jī)理和過程，爆炸安全涉及各種重大事件、事故和災(zāi)害可以分為生產(chǎn)系統(tǒng)中的爆炸、社會生活中的爆炸和極端恐怖爆炸三個(gè)方面。

爆炸安全2001—2004年間全國工礦企業(yè)重特大、特別重大事故統(tǒng)計(jì)表

“太原市北郊區(qū)煙花廠特大爆炸事故”錄像片

第二節(jié)安安全科學(xué)與與工程的發(fā)發(fā)展歷史馬斯洛（Maslow）““人的需要要層次理論論”1943年年發(fā)表的《《人類動機(jī)機(jī)的理論》》(ATheoryofHumanMotivationPsychologicalReview)生理的需要要安全的需要要社交的需要要尊重的需要要自我實(shí)現(xiàn)的的需要?jiǎng)趧尤嗣裨谠谌粘５纳罘e累中中和死亡、、疾病斗爭爭的成果。。中國古代醫(yī)醫(yī)書中防止止中毒的措措施(隋朝朝巢方著《《病源諸侯侯論》，記記述了防止止中毒的措措施；明代代李時(shí)珍《《本草綱目目》記述了了鉛中毒的的現(xiàn)象)；；1637年年宋應(yīng)星在在《天工開開物》中，，詳細(xì)介紹紹了通過抽抽放瓦斯防防止爆炸的的技術(shù)措施施。安全工程的的由來與發(fā)發(fā)展1730年年，英國設(shè)設(shè)計(jì)出煤礦礦井下通風(fēng)風(fēng)換氣方法法。1754年年亨克利出出版了《礦礦工肺病和和冶金工疾疾病》一書書。1815年年，戴維發(fā)發(fā)明礦工安安全等。蒸蒸汽動力的的發(fā)展，相相繼引發(fā)了了安全閥、、壓力表、、水位計(jì)、、高壓鍋爐爐水壓檢驗(yàn)驗(yàn)等安全裝裝置和安全全措施。1817年年英國創(chuàng)建建了檢驗(yàn)公公司(為了了防止事故故)。1833年年美國制定定了《蒸汽汽船檢驗(yàn)規(guī)規(guī)則》。1844年年英國制定定了《工廠廠法》，規(guī)規(guī)定機(jī)器設(shè)設(shè)備安裝安安全裝置。。1864年年英國創(chuàng)辦辦了鍋爐保保險(xiǎn)公司。。電力的應(yīng)應(yīng)用也引發(fā)發(fā)了電力安安全，產(chǎn)生生了接地、、接零、絕絕緣、避雷雷針等，進(jìn)進(jìn)而產(chǎn)生防防爆電器設(shè)設(shè)備、安全全儀表、防防護(hù)裝置等等到廣泛應(yīng)應(yīng)用。美國于1880年成成立了機(jī)械械工程師學(xué)學(xué)會（ASME），，并于1925年制制定了壓力力容器標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。十九世紀(jì)末末和二十世世紀(jì)初，西西方進(jìn)入資資本主義發(fā)發(fā)展時(shí)期。。工業(yè)規(guī)模模的擴(kuò)大，，事故不斷斷增加。各各國紛紛頒頒布安全法法令，制定定職業(yè)病條條例。到1919年年，，聯(lián)聯(lián)合合國國成成立立了了國國際際勞勞工工局局（（ILO））。。二戰(zhàn)戰(zhàn)后后，，工工業(yè)業(yè)革革命命不不斷斷加加速速，，原原子子能能工工業(yè)業(yè)和和尖尖端端工工業(yè)業(yè)誕誕生生。。石石油油化化工工鋼鋼鐵鐵冶冶金金等等傳傳統(tǒng)統(tǒng)工工業(yè)業(yè)的的迅迅猛猛發(fā)發(fā)展展，，導(dǎo)導(dǎo)致致事事故故不不斷斷加加劇劇，，環(huán)環(huán)境境污污染染越越發(fā)發(fā)嚴(yán)嚴(yán)重重。。美、、英英、、日日等等國國分分別別于于1971，，1972和和1973年年相相繼繼制制定定了了安安全全衛(wèi)衛(wèi)生生法法（2002年年中中國國制制定定了了《《安安全全生生產(chǎn)產(chǎn)法法》》））。。系統(tǒng)安全全工程的的由來和和發(fā)展1957年前蘇蘇聯(lián)發(fā)射射第一顆顆人造地地球衛(wèi)星星。美國國為了追追趕前蘇蘇聯(lián)的空空間優(yōu)勢勢，實(shí)行行所謂的的研究、、設(shè)計(jì)、、施工齊齊頭并進(jìn)進(jìn)的方法法，匆匆匆進(jìn)行導(dǎo)導(dǎo)彈技術(shù)術(shù)的開發(fā)發(fā)。由于對系系統(tǒng)的可可靠性安安全性研研究的滯滯后，導(dǎo)導(dǎo)致在一一年半的的實(shí)驗(yàn)中中，連續(xù)續(xù)發(fā)生了了四次重重大事故故。美國國空軍不不得不以以系統(tǒng)工工程的方方法研究究導(dǎo)彈系系統(tǒng)的可可靠性和和安全性性。1962年美軍軍方第一一次提出出了“AF彈道道導(dǎo)彈開開發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)安全工工程”（systemsafetyengineeringfordevelopmentofAFballisticmissile））的概念。。進(jìn)而制制定了““武器系系統(tǒng)安全全標(biāo)準(zhǔn)””。為后后來發(fā)射射多彈頭頭導(dǎo)彈成成功創(chuàng)造造了條件件。1966年，美美國國防防部采用用了空軍軍的安全全標(biāo)準(zhǔn)，，制定了了MIL-STD-83130，1969年7月月發(fā)表了了系統(tǒng)安安全工程程程序標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-882，這項(xiàng)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的的制定，，奠定了了系統(tǒng)安安全工程程的基礎(chǔ)礎(chǔ)。1965年，美美國波音音公司和和華盛頓1974年，美國原子能委員會發(fā)表了商用核電站危險(xiǎn)性概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)報(bào)告，WASH-1400報(bào)告。采用了事件樹和故障樹等方法，即著名的“概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)”（PRA）方法，評價(jià)報(bào)告的研究論文在“SCIENCE”發(fā)表后，引起了世界的關(guān)注。英國以原子能公司為中心，從60年代中期開始收集數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的安全性和可靠性，建立了系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)庫。

美國道化化學(xué)DOW公司司1964年““火災(zāi)爆爆炸指數(shù)數(shù)評價(jià)法法”，1997年發(fā)展展到第七七版。英國帝國國化學(xué)公公司ICI于1974年“蒙蒙德評價(jià)價(jià)法”加加了毒性性因素。。我國安全全系統(tǒng)工工程開始始與20世紀(jì)70年代代末。80年代代中期得得到了發(fā)發(fā)展。日本在70年代代引進(jìn)了了系統(tǒng)安安全工程程的方法法，但發(fā)發(fā)展迅猛猛。從1971年科技技聯(lián)盟召召開“可可靠性安安全性技技術(shù)討論論會”以以來，在在電子、、鐵路、、汽車、、原子能能、化工工、冶金金等許多多領(lǐng)域得得到了廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用。第三節(jié)節(jié)安安全工工程學(xué)學(xué)的基基本概概念安全、、安全全科學(xué)學(xué)與安安全工工程安全，，是指指人的的身心心免受受外界界因素素危害害的存存在狀狀態(tài)(即健健康狀狀況)及其其保障障條件件。安全科科學(xué)，，是指指從人人體免免受外外界因因素危危害的的角度度出發(fā)發(fā)，在在改造造客觀觀世界界的過過程中中，對對整個(gè)個(gè)客觀觀世界界及其其規(guī)律律的進(jìn)進(jìn)一步步認(rèn)識識。安全工工程，，是指指在具具體的的安全全存在在領(lǐng)域域中，，運(yùn)用用綜合合集成成技術(shù)術(shù)，以以保障障人體體動態(tài)態(tài)安全全的方方法、、手段段、措措施。。安全學(xué)科理學(xué)工學(xué)社會科學(xué)醫(yī)學(xué)法學(xué)管理學(xué)安全學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)系安全科科學(xué)與與其他他學(xué)科科的關(guān)關(guān)系系統(tǒng)定義：：由相相互作作用和和相互互依賴賴的若若干作作成部部分結(jié)結(jié)合成成的具具有特特定功功能的的有機(jī)機(jī)整體體。系系統(tǒng)有有自然然系統(tǒng)統(tǒng)和人人造系系統(tǒng)、、封閉閉系統(tǒng)統(tǒng)和開開放系系統(tǒng)、、靜態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)和動動態(tài)系系統(tǒng)，，實(shí)體體系統(tǒng)統(tǒng)與概概念系系統(tǒng)、、宏觀觀系統(tǒng)統(tǒng)與微微觀系系統(tǒng)、、軟件件系統(tǒng)統(tǒng)與硬硬件系系統(tǒng)。特點(diǎn)：：整體性性相關(guān)性性目的性性有序性性環(huán)境適適應(yīng)性性系統(tǒng)工工程定義：：組織管管理系系統(tǒng)的的規(guī)劃劃、設(shè)設(shè)計(jì)、、制造造、試試驗(yàn)和和使用用的科科學(xué)方方法，，是一一種對對所有有系統(tǒng)統(tǒng)都具具有普普通意意義的的科學(xué)學(xué)方法法。系統(tǒng)工工程屬屬于工工程技技術(shù)范范疇，，主要要是組組織管管理各各類工工程的的方法法論，，即組組織管管理工工作；；系統(tǒng)工工程是是解決決系統(tǒng)統(tǒng)整體體及其其全過過程的的優(yōu)化化問題題的工工程技技術(shù)；；系統(tǒng)工工程對對所有有系統(tǒng)統(tǒng)都具具有普普遍適適用性性。可靠性性、可可靠度度、可可靠性性工程程可靠性性：系系統(tǒng)在在規(guī)定定的條條件下下在規(guī)規(guī)定的的時(shí)間間內(nèi)完完成規(guī)規(guī)定功功能的的能力力?？煽慷榷龋汉夂饬肯迪到y(tǒng)可可靠性性的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。。指系系統(tǒng)在在規(guī)定定的時(shí)時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成成規(guī)定定功能能的概概率。。R不可靠靠度：：系統(tǒng)統(tǒng)在規(guī)規(guī)定的的時(shí)間間內(nèi)不不能完完成規(guī)規(guī)定功功能的的概率率。（1-R））可靠性性工程程：研研究系系統(tǒng)可可靠性性的工工程技技術(shù)。?？煽靠啃怨すこ桃鉀Q決的是是如何何提高高系統(tǒng)統(tǒng)可靠靠度，，使系系統(tǒng)在在其壽壽命周周期內(nèi)內(nèi)正常常運(yùn)行行，圓圓滿完完成其其規(guī)定定功能能的問問題。。安全系統(tǒng)工工程定義：采用系統(tǒng)工工程的基本本原理和方方法，預(yù)先先識別、分分析系統(tǒng)存存在的危險(xiǎn)險(xiǎn)因素，評評價(jià)并控制制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，使系統(tǒng)統(tǒng)安全性達(dá)達(dá)到預(yù)期目目標(biāo)的工程程技術(shù)。理論基礎(chǔ)：：安全科學(xué)學(xué)、系統(tǒng)科科學(xué)。追求：整個(gè)個(gè)系統(tǒng)的安安全和系統(tǒng)統(tǒng)全過程的的安全。重點(diǎn)：系統(tǒng)統(tǒng)危險(xiǎn)因素素的識別，，分析，系系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評評價(jià)和系統(tǒng)統(tǒng)安全決策策與事故控控制。危險(xiǎn)險(xiǎn)源辯識、、評價(jià)、控控制是中心心。達(dá)到的預(yù)期期：將系統(tǒng)統(tǒng)粉線控制制在人們能第四節(jié)安安全系統(tǒng)工工程的研究究對象和研研究內(nèi)容安全系統(tǒng)工工程的研究究對象—“人—機(jī)——環(huán)”系統(tǒng)統(tǒng)人子系統(tǒng)。。機(jī)器子系統(tǒng)統(tǒng)。環(huán)境子系統(tǒng)統(tǒng)安全系統(tǒng)工工程的研究究內(nèi)容系統(tǒng)安全分分析—找出出危險(xiǎn)系統(tǒng)安全評評價(jià)—評價(jià)價(jià)危險(xiǎn)程度度安全決策與與事故控制制—控制、、減少危險(xiǎn)險(xiǎn)安全系統(tǒng)工工程的方法法論從系統(tǒng)整體體出發(fā)的研研究方法本質(zhì)安全方方法人—機(jī)匹配配方法安全經(jīng)濟(jì)方方法系統(tǒng)安全管管理方法安全系統(tǒng)工工程的應(yīng)用用特點(diǎn)系統(tǒng)性預(yù)測性層次性擇優(yōu)性技術(shù)術(shù)管理融合性性第二章傷傷亡事故分分類及統(tǒng)計(jì)計(jì)分析方法法第一節(jié)企企業(yè)職工傷傷亡事故分分類標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)傷傷亡事故統(tǒng)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)分布第一節(jié)企業(yè)職工傷傷亡事故分分類標(biāo)準(zhǔn)——GB6441--861名詞、術(shù)語語1.1傷亡事故：：指企業(yè)職職工在生產(chǎn)產(chǎn)勞動過程程中，發(fā)生生的人身傷傷害（以下下簡稱傷害害）、急性性中毒（以以下簡稱中中毒）。1.2損失工作作日：指指被傷害害者失能能的工作作時(shí)間。。1.3暫時(shí)性失失能傷害害：指傷傷害及中中毒者暫暫時(shí)不能能從事原原崗位工工作的傷傷害。1.4永久性部部分失能能傷害：：指傷害害及中毒毒者肢體體或某些些器官部部分功能能不可逆逆的喪失失的傷害害。1.5永久性全全失能傷傷害：指指除死亡亡外一次次事故中中，受傷傷者造成成完成殘殘廢的傷傷害。2事事故類別別3傷害分析析3.1受傷部位位——指指身體受受傷的部部位。3.2受傷性質(zhì)質(zhì)——指指人體受受傷的類類型。確定原則則：a.應(yīng)以受傷傷當(dāng)時(shí)的的身體情情況為主主，結(jié)合合愈后可可能產(chǎn)生生的后遺遺障礙全全面分析析確定；；b.多處受傷傷，按最最嚴(yán)重的的傷害分分類，當(dāng)當(dāng)無法確確定時(shí)，，應(yīng)鑒定定為“多多傷害””。3.3起因物——導(dǎo)致事事故發(fā)生生的物體體、物質(zhì)質(zhì)，稱為為起因物物。3.4致害物——指直接接引起傷傷害及中中毒的物物體或物物質(zhì)。3.5傷害方式式—指致致害物與與人體發(fā)發(fā)生接觸觸的方式式。3.6不安全狀狀態(tài)—指指能導(dǎo)致致事故發(fā)發(fā)生的物物質(zhì)條件件。3.7不安全行行為—指指能造成成事故的的人為錯(cuò)錯(cuò)誤。4傷害程度度分類4.1輕傷———指損失失工作日日低于105日的失能能傷害。。4.2重傷傷————105日的的失失能能傷傷害害。。4.3死亡亡5事故故嚴(yán)嚴(yán)重重程程度度分分類類5.1輕傷傷事事故故————指指只只有有輕輕傷傷的的事事故故。。5.2重傷傷事事故故————指指有有重重傷傷無無死死亡亡的的事事故故。。5.3死亡亡事事故故（1））重重大大傷傷亡亡事事故故——指指一一次次事事故故死死亡亡3-9人人的的事事故故。。（2））特特大大傷傷亡亡事事故故——指指一一次次事事故故死死亡亡10-29人人的的事事故故。。（3））特特別別重重大大事事故故——指指一一次次事事故故死死亡亡大大于于等等于于30人人的的事事故故。。6傷傷亡亡事事故故的的計(jì)計(jì)算算方方法法6.1千人人死死亡亡率率：：表表示示某某時(shí)時(shí)期期，，平平均均每每千千名名職職工工中中，，因因傷傷亡亡事事故故造造成成死死亡亡的的人人數(shù)數(shù)。。6.2千人人重重傷傷率率：：表表示示某某時(shí)時(shí)期期內(nèi)內(nèi)，，平平均均每每千千名名職職工工因因工工傷傷事事故故造造成成的的重重傷傷人人數(shù)數(shù)。。損失失工工作作日日計(jì)計(jì)算算表表1．死亡或永永久性全失失能傷害定定6000日。2．永久性部部分失能傷傷害按不同同標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算算。3．表中未規(guī)規(guī)定數(shù)值的的暫時(shí)失能能傷害按歇歇工天數(shù)計(jì)計(jì)算。4．對于永久久性失能傷傷害不管其其歇工天數(shù)數(shù)多少，損損失工作日日均按表定定數(shù)值計(jì)算算。5．各傷害部部位累計(jì)數(shù)數(shù)值超過6000日者，仍按按6000日計(jì)算。第二節(jié)傷傷亡事故統(tǒng)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)分布2．1二項(xiàng)項(xiàng)分布（Time-independentdistribution，Binomialdistribution）二項(xiàng)分布：：當(dāng)進(jìn)行一一種試驗(yàn)只只有兩種可可能的結(jié)果果時(shí)，叫成成敗型試驗(yàn)驗(yàn)。在可靠靠性工程中中，二項(xiàng)分分布可用來來計(jì)算部件件相同并行行工作冗余余系統(tǒng)的成成功概率，，也適用于于計(jì)算一次次使用系統(tǒng)統(tǒng)的成功概概率。二項(xiàng)分布的的特點(diǎn):①二項(xiàng)分布布的均值為為np，方差為npq。②以事件A出現(xiàn)的次次數(shù)為橫坐坐標(biāo)，以概概率為縱坐坐標(biāo)，畫出出二項(xiàng)分布布的圖像，，可以看出出：p=q=0.5時(shí)，圖像像對稱；p>q時(shí)，，呈負(fù)偏態(tài)態(tài)；q<p時(shí)，呈正正偏態(tài)。③n->∞∞時(shí)，趨近近于正態(tài)分分布N(np,npq)，更具體體的要求是是n與p、q兩個(gè)中最小小者的乘積積大于5時(shí)時(shí)，也就是是說n至少大于等等于10時(shí)時(shí)。2．2泊泊松分布