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(guó)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(duì)象和研究?jī)?nèi)容第一節(jié)安全的現(xiàn)狀安全的現(xiàn)狀當(dāng)前社會(huì)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(guó)家、社會(huì)和人民對(duì)安全健康的意愿不斷提高。我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)安全生產(chǎn)形勢(shì)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(guó)傷亡事故總量下降

2、全國(guó)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(guó)安全生產(chǎn)的形勢(shì)

—（國(guó)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(guó)安全生產(chǎn)的主要特點(diǎn)1、特別重大事故情況

全國(guó)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(guó)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(guó)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(huì)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(huì)穩(wěn)定，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展，和創(chuàng)造和諧社會(huì)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(huì)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(guó)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)安全科學(xué)與工程的發(fā)展歷史馬斯洛（Maslow）“人的需要層次理論”1943年發(fā)表的《人類動(dòng)機(jī)的理論》(ATheoryofHumanMotivationPsychologicalReview)生理的需要安全的需要社交的需要尊重的需要自我實(shí)現(xiàn)的需要?jiǎng)趧?dòng)人民在日常的生活積累中和死亡、疾病斗爭(zhēng)的成果。中國(guó)古代醫(yī)書中防止中毒的措施(隋朝巢方著《病源諸侯論》，記述了防止中毒的措施；明代李時(shí)珍《本草綱目》記述了鉛中毒的現(xiàn)象)；1637年宋應(yīng)星在《天工開物》中，詳細(xì)介紹了通過抽放瓦斯防止爆炸的技術(shù)措施。

安全工程的由來與發(fā)展1730年，英國(guó)設(shè)計(jì)出煤礦井下通風(fēng)換氣方法。1754年亨克利出版了《礦工肺病和冶金工疾病》一書。1815年，戴維發(fā)明礦工安全等。蒸汽動(dòng)力的發(fā)展，相繼引發(fā)了安全閥、壓力表、水位計(jì)、高壓鍋爐水壓檢驗(yàn)等安全裝置和安全措施。1817年英國(guó)創(chuàng)建了檢驗(yàn)公司(為了防止事故)。1833年美國(guó)制定了《蒸汽船檢驗(yàn)規(guī)則》。1844年英國(guó)制定了《工廠法》，規(guī)定機(jī)器設(shè)備安裝安全裝置。1864年英國(guó)創(chuàng)辦了鍋爐保險(xiǎn)公司。電力的應(yīng)用也引發(fā)了電力安全，產(chǎn)生了接地、接零、絕緣、避雷針等，進(jìn)而產(chǎn)生防爆電器設(shè)備、安全儀表、防護(hù)裝置等到廣泛應(yīng)用。美國(guó)于1880年成立了機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（ASME），并于1925年制定了壓力容器標(biāo)準(zhǔn)。

十九世紀(jì)末和二十世紀(jì)初，西方進(jìn)入資本主義發(fā)展時(shí)期。工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，事故不斷增加。各國(guó)紛紛頒布安全法令，制定職業(yè)病條例。到1919年，聯(lián)合國(guó)成立了國(guó)際勞工局（ILO）。

二戰(zhàn)后，工業(yè)革命不斷加速，原子能工業(yè)和尖端工業(yè)誕生。石油化工鋼鐵冶金等傳統(tǒng)工業(yè)的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致事故不斷加劇，環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重。美、英、日等國(guó)分別于1971，1972和1973年相繼制定了安全衛(wèi)生法（2002年中國(guó)制定了《安全生產(chǎn)法》）。

系統(tǒng)安全工程的由來和發(fā)展

1957年前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。美國(guó)為了追趕前蘇聯(lián)的空間優(yōu)勢(shì)，實(shí)行所謂的研究、設(shè)計(jì)、施工齊頭并進(jìn)的方法，匆匆進(jìn)行導(dǎo)彈技術(shù)的開發(fā)。由于對(duì)系統(tǒng)的可靠性安全性研究的滯后，導(dǎo)致在一年半的實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)發(fā)生了四次重大事故。美國(guó)空軍不得不以系統(tǒng)工程的方法研究導(dǎo)彈系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1962年美軍方第一次提出了“AF彈道導(dǎo)彈開發(fā)系統(tǒng)安全工程”（systemsafetyengineeringfordevelopmentofAFballisticmissile）的概念。進(jìn)而制定了“武器系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)”。為后來發(fā)射多彈頭導(dǎo)彈成功創(chuàng)造了條件。

1966年，美國(guó)國(guó)防部采用了空軍的安全標(biāo)準(zhǔn)，制定了MIL-STD-83130，1969年7月發(fā)表了系統(tǒng)安全工程程序標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-882，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定，奠定了系統(tǒng)安全工程的基礎(chǔ)。

1965年，美國(guó)波音公司和華盛頓大學(xué)在西亞圖召開了系統(tǒng)安全工程專門學(xué)術(shù)會(huì)議，以波音公司為中心對(duì)航空工業(yè)開展安全性和可靠性分析和設(shè)計(jì)的研究。在到導(dǎo)彈和超音速飛機(jī)的安全性評(píng)價(jià)方面，取得了良好的效果。但由于NASA對(duì)這種方法不重視，導(dǎo)致1967年三名阿波羅宇航員被燒死的事件。1974年，美國(guó)原子能委員會(huì)發(fā)表了商用核電站危險(xiǎn)性概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(píng)價(jià)”（PRA）方法，評(píng)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(guó)以原子能公司為中心，從60年代中期開始收集數(shù)據(jù)，對(duì)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(guó)道化學(xué)DOW公司1964年“火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法”，1997年發(fā)展到第七版。英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司ICI于1974年“蒙德評(píng)價(jià)法”加了毒性因素。我國(guó)安全系統(tǒng)工程開始與20世紀(jì)70年代末。80年代中期得到了發(fā)展。日本在70年代引進(jìn)了系統(tǒng)安全工程的方法，但發(fā)展迅猛。從1971年科技聯(lián)盟召開“可靠性安全性技術(shù)討論會(huì)”以來，在電子、鐵路、汽車、原子能、化工、冶金等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

第三節(jié)富安全裝工程學(xué)翁的基本震概念安全、安桌全科學(xué)與稈安全工程安全，是占指人的身鑼心免受外罪界因素危僅害的存在盞狀態(tài)(即研健康狀況殖)及其保交障條件。安全科學(xué)補(bǔ)，是指從尤人體免受巖外界因素凈危害的角亂度出發(fā)，成在改造客衣觀世界的練過程中，則對(duì)整個(gè)客傅觀世界及萄其規(guī)律的趴進(jìn)一步認(rèn)謊識(shí)。安全工程巨，是指在迫具體的安排全存在領(lǐng)誤域中，運(yùn)抱用綜合集鬧成技術(shù)，收以保障人叼體動(dòng)態(tài)安主全的方法愁、手段、沙措施。安全學(xué)科理學(xué)工學(xué)社會(huì)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)系安全科學(xué)尾與其他學(xué)乏科的關(guān)系系統(tǒng)定義：芬由相互消作用和哈相互依擠賴的若截干作成粒部分結(jié)饒合成的坑具有特床定功能纏的有機(jī)待整體。奴系統(tǒng)有隔自然系垃統(tǒng)和人鋤造系統(tǒng)回、封閉匹系統(tǒng)和未開放系跟統(tǒng)、靜鑰態(tài)系統(tǒng)枯和動(dòng)態(tài)捎系統(tǒng)，嗓實(shí)體系鉆統(tǒng)與概的念系統(tǒng)漏、宏觀霜系統(tǒng)與咐微觀系襲統(tǒng)、軟賠件系統(tǒng)冰與硬件年系統(tǒng)。特點(diǎn)：整體性相關(guān)性目的性有序性環(huán)境適應(yīng)俯性系統(tǒng)工貴程定義：組織管理筋系統(tǒng)的規(guī)趣劃、設(shè)計(jì)起、制造、表試驗(yàn)和使誦用的科學(xué)也方法，是個(gè)一種對(duì)所外有系統(tǒng)都宰具有普通榆意義的科躍學(xué)方法。系統(tǒng)工似程屬于見工程技征術(shù)范疇塵，主要桌是組織罩管理各蘭類工程浩的方法嗓論，即訂組織管閉理工作卵；系統(tǒng)工搜程是解疾決系統(tǒng)歇整體及備其全過響程的優(yōu)桐化問題喬的工程擁技術(shù)；系統(tǒng)工程描對(duì)所有系延統(tǒng)都具有他普遍適用雁性?？煽啃浴尶煽慷取⑷缚煽啃怨さK程可靠性酬：系統(tǒng)俯在規(guī)定塞的條件薦下在規(guī)逐定的時(shí)癢間內(nèi)完反成規(guī)定爬功能的蹦能力。可靠度：背衡量系統(tǒng)?？煽啃缘呐聵?biāo)準(zhǔn)。指骨系統(tǒng)在規(guī)陪定的時(shí)間懼內(nèi)完成規(guī)過定功能的敞概率。R不可靠食度：系湊統(tǒng)在規(guī)船定的時(shí)統(tǒng)間內(nèi)不辛能完成蜘規(guī)定功囑能的概章率。（1-R夠）可靠性工寬程：研究晉系統(tǒng)可靠枯性的工程狂技術(shù)?？捎煽啃怨こ叹耙鉀Q的比是如何提蒜高系統(tǒng)可貼靠度，使色系統(tǒng)在其消壽命周期欣內(nèi)正常運(yùn)活行，圓滿被完成其規(guī)番定功能的兩問題。安全系孝統(tǒng)工程定義：采用系統(tǒng)致工程的基久本原理和拜方法，預(yù)獅先識(shí)別、爆分析系統(tǒng)虎存在的危召險(xiǎn)因素，勁評(píng)價(jià)并控簽制系統(tǒng)風(fēng)螺險(xiǎn)，使系脆統(tǒng)安全性禽達(dá)到預(yù)期醒目標(biāo)的工癥程技術(shù)。理論基礎(chǔ)尼：安全科路學(xué)、系統(tǒng)鄉(xiāng)豐科學(xué)。追求：望整個(gè)系偷統(tǒng)的安碼全和系鼓統(tǒng)全過羊程的安孔全。重點(diǎn)：系年統(tǒng)危險(xiǎn)因旨素的識(shí)別月，分析，胸系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)福評(píng)價(jià)和系攝統(tǒng)安全決矩策與事故游控制。危襯險(xiǎn)源辯識(shí)僚、評(píng)價(jià)、縮慧控制是中污心。達(dá)到的券預(yù)期：洽將系統(tǒng)梢粉線控稅制在人蔬們能夠煮容忍的盈限度內(nèi)賄。在現(xiàn)細(xì)有經(jīng)濟(jì)衫技術(shù)條延件下，莫最經(jīng)濟(jì)滑最有效制的控制撓事故。第四節(jié)跳安全系統(tǒng)竭工程的研遣究對(duì)象和山研究?jī)?nèi)容安全系激統(tǒng)工程團(tuán)的研究篇對(duì)象—“人—斑機(jī)—環(huán)強(qiáng)”系統(tǒng)人子系雷統(tǒng)。機(jī)器子系守統(tǒng)。環(huán)境子追系統(tǒng)安全系霧統(tǒng)工程完的研究縣內(nèi)容系統(tǒng)安全錢分析—找藍(lán)出危險(xiǎn)系統(tǒng)安全映評(píng)價(jià)—評(píng)缺價(jià)危險(xiǎn)程紐奉度安全決季策與事觸故控制飯—控制向、減少瞇危險(xiǎn)安全系統(tǒng)卸工程的方扯法論從系統(tǒng)犁整體出戀發(fā)的研池究方法本質(zhì)安匪全方法人—機(jī)爐匹配方吐法安全經(jīng)濟(jì)情方法系統(tǒng)安換全管理挑方法安全系統(tǒng)舟工程的應(yīng)挨用特點(diǎn)系統(tǒng)性預(yù)測(cè)性層次性擇優(yōu)性技每術(shù)管理融合阻性第二章區(qū)傷亡哭事故分再類及統(tǒng)耍計(jì)分析坐方法第一節(jié)陸企業(yè)職工撈傷亡事故蘭分類標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)牲傷亡事故妙統(tǒng)計(jì)與數(shù)變學(xué)分布第一節(jié)企業(yè)職工檔傷亡事故研分類標(biāo)準(zhǔn)凱—GB預(yù)644導(dǎo)1--餐861名詞、挎術(shù)語1.1傷亡事土故：指秘企業(yè)職鋤工在生卸產(chǎn)勞動(dòng)翅過程中慢，發(fā)生泳的人身銀傷害（雁以下簡(jiǎn)夾稱傷害女）、急都性中毒年（以下肝簡(jiǎn)稱中灶毒）。1.2損失工作睬日：指被回傷害者失串能的工作默時(shí)間。1.3暫時(shí)性失己能傷害：在指?jìng)拔怪卸菊邥悍艜r(shí)不能從震事原崗位喂工作的傷青害。1.4永久性驅(qū)部分失寸能傷害砌：指?jìng)麞|害及中歸毒者肢網(wǎng)體或某減些器官態(tài)部分功講能不可秒逆的喪士失的傷南害。1.5永久性全傷失能傷害枕：指除死眠亡外一次舉事故中，那受傷者造蘿成完成殘遲廢的傷害源。2事嫩故類別3傷害分析3.1受傷部架位——儲(chǔ)指身體引受傷的菌部位。3.2受傷性質(zhì)際——指人昂體受傷的影類型。確定原則久：a.應(yīng)以受傷喬當(dāng)時(shí)的身烤體情況為暑主，結(jié)合酷愈后可能宵產(chǎn)生的后哄遺障礙全韻面分析確犬定；b.多處受傷閣，按最嚴(yán)睛重的傷害處分類，當(dāng)毯無法確定桿時(shí)，應(yīng)鑒并定為“多礎(chǔ)傷害”瞇。3.3起因物—欺導(dǎo)致事故節(jié)發(fā)生的物般體、物質(zhì)由，稱為起梨因物。3.4致害物—拾指直接引付起傷害及透中毒的物裳體或物質(zhì)于。3.5傷害方式量—指致害確物與人體啞發(fā)生接觸首的方式。3.6不安全腎狀態(tài)—編指能導(dǎo)尺致事故織發(fā)生的爛物質(zhì)條素件。3.7不安全招行為—鏡指能造來成事故泛的人為轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。4傷害程動(dòng)度分類4.1輕傷—圍—指損銷失工作僅日低于105日的失眾能傷害異。4.2重傷——105日的失指能傷害礙。4.3死亡5事故嚴(yán)毫重程度君分類5.1輕傷事芬故——贈(zèng)指只有兼輕傷的惡事故。5.2重傷事故掌——指有淚重傷無死姑亡的事故珠。5.3死亡事櫻故（1）附重大傷須亡事故伶—指一飼次事故彈死亡3星-9人撤的事故撥。（2）特堆大傷亡事森故—指一縣次事故死健亡10-束29人的非事故。（3）特爹別重大事暢故—指一艘次事故死緞亡大于等付于30人溜的事故。6傷推亡事故的淘計(jì)算方法6.1千人死亡消率：表示晌某時(shí)期，長(zhǎng)平均每千暫名職工中壓，因傷亡飄事故造成密死亡的人贈(zèng)數(shù)。6.2千人重遵傷率：初表示某涂時(shí)期內(nèi)抹，平均陽每千名浸職工因乓工傷事翼故造成勺的重傷核人數(shù)。損失工祖作日計(jì)科算表1．死亡或結(jié)永久性全炕失能傷害廢定6000日。2．永久達(dá)性部分但失能傷紙害按不診同標(biāo)準(zhǔn)美計(jì)算。3．表中未掙規(guī)定數(shù)值急的暫時(shí)失貝能傷害按屠歇工天數(shù)距計(jì)算。4．對(duì)于永繳久性失能胡傷害不管釀其歇工天攔數(shù)多少，春損失工作匆日均按表孤定數(shù)值計(jì)扮算。5．各傷害揚(yáng)部位累計(jì)呼數(shù)值超過6000日者，祖仍按6000日計(jì)算深。第二節(jié)蘋傷亡事故未統(tǒng)計(jì)與數(shù)巴學(xué)分布2．1錄二項(xiàng)分蓮布（Tim駕e-i燥nde樂pen挨den醒td卡ist攀rib宜uti允on，Bino忠mial拖dis密trib筒utio撥n）二項(xiàng)分虹布：當(dāng)?shù)窟M(jìn)行一瘋種試驗(yàn)躲只有兩饅種可能而的結(jié)果躁時(shí)，叫渴成敗型婦試驗(yàn)。脅在可靠血性工程罪中，二答項(xiàng)分布翼可用來遼計(jì)算部舒件相同腰并行工巨作冗余宇系統(tǒng)的檔成功概恩率，也禍適用于清計(jì)算一眨次使用老系統(tǒng)的梁成功概撞率。二項(xiàng)分布微的特點(diǎn):①二項(xiàng)濫分布的拼均值為np，方差為npq。②以事縣件A出說現(xiàn)的次植數(shù)為橫炭坐標(biāo)，版以概率冶為縱坐曲標(biāo)，畫敞出二項(xiàng)趁分布的綁圖像，該可以看牙出：p薪=q=肢0.5譯時(shí)，圖訪像對(duì)稱判；p>容q時(shí)，摔呈負(fù)偏妨態(tài)；q彩<p時(shí)慰，呈正訓(xùn)偏態(tài)。③n->括∞時(shí)，趨鐘近于正態(tài)午分布N(np,npq)，更具漠體的要求懶是n與p、q兩個(gè)中添最小者責(zé)的乘積鉤大于5羅時(shí)，也瞧就是說n至少大眠于等于良10時(shí)鼻。2．2狂泊松分布碎(Poi銷sso王nd宣ist備rib潛uti請(qǐng)on)泊松分布藍(lán)：一個(gè)系接統(tǒng)，在運(yùn)裳行過程中價(jià)由于負(fù)載艱超出了它完所能允許蒼的范圍造余成失效，謙在一段運(yùn)框行時(shí)間內(nèi)蛋失效發(fā)生披的次數(shù)x黑是一隨機(jī)索變量，當(dāng)辯這隨機(jī)變階量有如下傲特點(diǎn)時(shí)，椒x服從泊說松分布。特點(diǎn)：當(dāng)時(shí)間被間隔取溝得極短柔時(shí)，只迅能有0父?jìng)€(gè)或1炸個(gè)失效以