2015年安全工程师《管理知识》能量意外释放理论考点

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　第五节能量意外释放理论

　　(1)能量意外释放理论的提出

　　1961年，吉布森提出了事故是一种不正常的或不希望的能量释放，各种形式的能量是构成伤害的直接原因。因此，应该通过控制能量或控制作为能量达及人体媒介的能量载体来预防伤害事故。

　　1966 年，在吉布森的研究基础上，哈登完善了能量意外释放理论，提出“人受伤害的原因只能是某种能量的转移”，并提出了能量逆流于人体造成伤害的分类方法，将伤害分为两类：第一类伤害是由于施加了局部或全身性损伤阈值的能量引起的;第二类伤害是由影响了局部或全身性能量交换引起的，主要指中毒窒息和冻伤。

　　哈登认为，在一定条件下，某种形式的能量能否产生造成人员伤亡事故的伤害取决于能量大小、接触能量时间长短和频率以及力的集中程度。根据能量意外释放论，可以利用各种屏蔽来防止意外的能量转移，从而防止事故的发生。

　　(2)事故致因和表现

　　1事故致因

　　如果失去控制的、意外释放的能量达及人体，并且能量的作用超过了人们的承受能力。人体必将受到伤害。根据能量意外释放理论，伤害事故原因是：

　　①接触了超过机体组织(或结构)抵抗力的某种形式的过量的能量。

　　②有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰(如窒息、淹溺等)。

　　因而，各种形式的能量是构成伤害的直接原因。同时，也常常通过控制能量，或控制达及人体媒介的能量载体来预防伤害事故。

　　2)能量转移造成事故的表现

　　机械能、电能、热能、化学能、电离及非电离辐射、声能和生物能等形式的能量，都可能导致人员伤害。其中前四种形式的能量引起的伤害最为常见。

　　2.事故防范对策

　　哈登认为，预防能量转移于人体的安全措施可用屏蔽防护系统。约束限制能量，防止人体与能量接触的措施称为屏蔽，这是一种广义的屏蔽。同时，他指出，屏蔽设置得越早，效果越好。按能量大小可建立单一屏蔽或多重的冗余屏蔽。

　　在工业生产中经常采用的防止能量意外释放的屏蔽措施主要有下列l 1种：

　　(1) 用安全的能源代替不安全的能源。有时被利用的能源危险性较高，这时可考虑用较安全的能源取代。例如，在容易发生触电的作业场所，用压缩空气动力代替电力，可以防止发生触电事故，还有用水力采煤代替火药爆破等。但是应该看到，绝对安全的事物是没有的，以压缩空气做动力虽然避免了触电事故，压缩空气管路破裂、脱落的软管抽打等都带来了新的危害。

　　(2)限制能量。即限制能量的大小和速度，规定安全极限量，在生产工艺中尽量采用低能量的工艺或设备，这样，即使发生了意外的能量释放，也不致发生严重伤害。例如，利用低电压设备防止电击，限制设备运转速度以防止机械伤害，限制露天爆破装药量以防止个别飞石伤人等。

　　(3)防止能量蓄积。能量的大量蓄积会导致能量突然释放，因此，要及时泄放多余能量，防止能量蓄积。例如，应用低高度位能，控制爆炸性气体浓度，通过接地消除静电蓄积，利用避雷针放电保护重要设施等。

　　(4)控制能量释放。如建立水闸墙防止高势能地下水突然涌出。

　　(5)延缓释放能量。缓慢地释放能量可以降低单位时间内释放的能量，减轻能量对人体的作用。例如，采用安全阀、逸出阀控制高压气体;采用全面崩落法管理煤巷顶板，控制地压;用各种减振装置吸收冲击能量，防止人员受到伤害等。

　　(6)开辟释放能量的渠道。如安全接地可以防止触电;在矿山探放水可以防止透水，抽放煤体内瓦斯可以防止瓦斯蓄积爆炸等。

　　(7)设置屏蔽设施。屏蔽设施是一些防止人员与能量接触的物理实体，即狭义的屏蔽。屏蔽设施可以被设置在能源上，例如安装在机械转动部分外面的防护罩;也可以被设置在人员与能源之间，例如安全围栏等。人员佩戴的个体防护用品，可被看做是设置在人员身上的屏蔽设施。

　　(8) 在人、物与能源之间设置屏障，在时间或空间上把能量与人隔离。在生产过程中有两种或两种以上的能量相互作用引起事故的情况，例如，一台吊车移动的机械能作用于化工装置，使化工装置破裂而有毒物质泄漏，引起人员中毒。针对两种能量相互作用的情况，我们应该考虑设置两组屏蔽设施：一组设置于两种能量之间，防止能量间的相互作用;一组设置于能量与人之间，防止能量达及人体，如防火门、防火密闭等。

　　(9)提高防护标准。如采用双重绝缘工具防止高压电能触电事故;对瓦斯连续监测和遥控遥测以及增强对伤害的抵抗能力，如用耐高温、耐高寒、高强度材料制作的个体防护用具等。

　　10)改变工艺流程。如改变不安全流程为安全流程，用无毒少毒物质代替剧毒有害物质等。

　　11)修复或急救。治疗、矫正以减轻伤害程度或恢复原有功能;搞好紧急救护，进行自救教育;限制灾害范围，防止事态扩大等。

　　轨迹交叉理论

　　1.轨迹交叉理论的提出

　　约翰逊(w.G.Johnson)认为，判断到底是不安全行为还是不安全状态，受研究者主观因素的影响，取决于他认识问题的深刻程度，许多人由于缺乏有关失误方面的知识，把由于人失误造成的不安全状态看做是不安全行为。一起伤亡事故的发生，除了人的不安全行为之外，一定存在着某种不安全状态，并且不安全状态对事故发生作用更大些。

　　斯奇巴(Skib。)提出，生产操作人员与机械设备两种因素都对事故的发生有影响，并且机械设备的危险状态对事故的发生作用更大些，只有当两种因素同时出现，才能发生事故。

　　上述理论被称为轨迹交叉理论，该理论主要观点是：在事故发展进程中，人的因素运动轨迹与物的因素运动轨迹的交点就是事故发生的时间和空问，即人的不安全行为和物的不安全状态发生于同一时间、同一空间，或者说人的不安全行为与物的不安全状态相通，则将在此时间、空间发生事故。

　　轨迹交叉理论作为一种事故致因理论，强调人的因素和物的因素在事故致因中占有同样重要的地位。按照该理论，可以通过避免人与物两种因素运动轨迹交叉，即避免人的不安全行为和物的不安全状态同时、同地出现，来预防事故的发生。

　　2.轨迹交叉理论作用原理

　　轨迹交叉理论将事故的发生发展过程描述为：基本原因一间接原因一直接原因一事故一伤害。从事故发展运动的角度，这样的过程被形容为事故致因因素导致事故的运动轨迹，具体包括人的因素运动轨迹和物的因素运动轨迹。

　　(1)人的因素运动轨迹

　　人的不安全行为基于生理、心理、环境、行为等方面而产生。

　　1)生理、先天身心缺陷;

　　2)社会环境、企业管理上的缺陷;

　　3)后天的心理缺陷;

　　4)视、听、嗅、味、触等感官能量分配上的差异;

　　5)行为失误。

　　(2)物的因素运动轨迹

　　在物的因素运动轨迹中，在生产过程各阶段都可能产生不安全状态。

　　①设计上的缺陷，如用材不当、强度计算错误、结构完整性差、采矿方法不适应矿床

　　围岩性质等;

　　②制造、工艺流程上的缺陷;

　　③维修保养上的缺陷，降低了可靠性;

　　④使用上的缺陷;

　　⑤作业场所环境上的缺陷。

　　在生产过程中，人的因素运动轨迹按1)→2)→3)→4)→5)的方向顺序进行，物的因素运动轨迹按①→②→③→④→⑤的方向进行，人、物两轨迹相交的时间与地点，就是发生伤亡事故的“时空”，也就导致了事故的发生。

　　值得注意的是，许多情况下人与物又互为因果。例如有时物的不安全状态诱发了人的不安全行为，而人的不安全行为又促进了物的不安全状态的发展，或导致新的不安全状态出现。因而，实际的事故并非简单地按照上述的人、物两条轨迹进行，而是呈现非常复杂的因果关系。

　　若设法排除机械设备或处理危险物质过程中的隐患，或者消除人为失误和不安全行为，使两事件链连锁中断，则两系列运动轨迹不能相交，危险就不会出现，就可避免事故发生。

　　轨迹交叉理论突出强调的是砍断物的事件链，提倡采用可靠性高、结构完整性强的系统和设备，大力推广保险系统、防护系统和信号系统及高度自动化和遥控装置。这样，即使人为失误，构成1) →5)系列，也会因安全闭锁等可靠性高的安全系统的作用，控制住①一⑤系列的发展，可完全避免伤亡事故的发生。

　　实际上，人的不安全行为也是由于教育培训不足等管理欠缺造成的。管理的重点应放在控制物的不安全状态上，即消除“起因物”，这样就不会出现“施害物”，“砍断”物的因素运动轨迹，使人与物的轨迹不相交叉，事故即可避免。这可用图1-6加以说明。

　　系统安全理论

　　在20世纪50年代到60年代美国研制洲际导弹的过程中，系统安全理论应运而生。

　　系统安全理论包括很多区别于传统安全理论的创新概念：

　　(1)在事故致因理论方面，改变了人们只注重操作人员的不安全行为，而忽略硬件故障在事故致因中的作用的传统观念，开始考虑如何通过改善物的系统可靠性来提高复杂系统的安全性，从而避免事故。

　　(2)没有任何一种事物是绝对安全的，任何事物中都潜伏着危险因素。通常所说的安全或危险只不过是一种主观的判断。

　　(3)不可能根除一切危险源，可以减少来自现有危险源的危险性，宁可减少总的危险性而不是只彻底去消除几种选定的风险。

　　(4)由于人的认识能力有限，有时不能完全认识危险源及其风险，即使认识了现有的危险源，随着生产技术的发展，新技术、新工艺、新材料和新能源的出现，又会产生新的危险源。

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