HFACS-MI改进模型在危险化学品仓储事故人因分析中的应用

为了研究危险化学品仓储事故的关键人因,通过人因分析与分类系统-煤矿(Human Factors Analysis and Classification System-Mine,HFACS-MI)改进模型从员工的不安全行为、影响不安全行为的前提条件、监督行为、组织影响和企业外部因素5个层次系统地分析65起危险化学品仓储事故,并运用卡方检验和让步比分析了产生不安全行为的原因和各层次间的内在关系。结果表明,外部管理、组织过程、监督不充分、个人因素、技能差错和违规是导致危险化学品仓储事故发生的重要因素。HFACS-MI改进模型上下层级的人为因素间存在显著的因果关系,且主要的危险化学品仓储事故致因路径共有5条,其中“外部管理因素—组织过程漏洞—监督不充分—个人因素—违规”是最关键的致因路径。改进的HFACS-MI模型可以有效分析危险化学品仓储事故人因因素。

采用改进FRAM模型方法的管道爆裂事故分析

近年来,主蒸汽管道爆管事故频发,为了找出管道爆裂事故的致因路径,有效预防和控制此类事故发生,以某重大蒸汽管道裂爆事故为例,采用时间和事件序列图(Sequentially Timed Events Plotting,STEP)技术和蒙特卡罗模拟方法对功能共振分析法(Functional Resonance Analysis Method,FRAM)进行改进,进行事故致因分析并建立屏障措施。结果表明,改进后的FRAM模型可以全面识别功能信息并且定量确定FRAM模型中各功能的变化及耦合关系,减少功能性能变化及潜在耦合变化分析的主观性,找出系统发生共振的功能及失效连接。最后,根据失效连接制定相应屏障措施来预防此类事故的发生。

“情景应对”视角下应急预案本体构建:以电网企业为例

为进一步提升应急预案的可操作性,实现突发事件的快速应对与处置,首先,在“情景应对”视角下,基于公共三角形模型和灾害系统理论思想,结合前因行为后果本体(Antecedent-Behavior-Consequences,ABC)模型和通用形式化本体(General Formal Ontology,GFO)顶层模型,构建应急预案“扩展前因行为后果(Extended-Antecedent-Behavior-Consequences,EABC)”顶层本体;其次,根据突发事件应急处置流程与预案文本结构,形成“6W1H”预案结构化范式,并划分情景流、阶段流、决策流、组织流和资源流,表达突发事件发展过程与预案本体要素之间的动态映射关系;最后,以某国网公司台风事件应急预案部分示例,展示基于EABC顶层本体和结构化范式的表达实例。结果显示,构建的本体结构及表达范式能够针对应急处置阶段和过程快速有效实现职责匹配、任务设置和资源调配等功能,为应急预案向数字化和智能化发展提供了思路和方法。

基于蒙特卡罗方法的煤矿爆破作业风险评估

为量化分析煤矿爆破作业各作业步骤造成的风险以及全面客观地对其进行风险评估,借助蒙特卡罗方法建立煤矿爆破作业步骤风险评估模型,对作业流程的行为风险后果值进行累积概率分布,最终依据蒙特卡罗方法模拟的均值结果和作业流程总体风险结果判定各作业步骤的风险大小和风险等级,并提出控制此类不安全行为发生的措施。结果表明:爆破作业流程风险大小顺序依次为清退物品入库、装药、连线、警戒、起爆后安全检查、领取并检查爆破物品、起爆、运送爆破物品、接受爆破任务、作业前安全检查、起爆前安全检查、封孔。

采用STAMP-24Model的多组织事故分析

安全生产事故往往由多组织交互、多因素耦合造成,事故原因涉及多个组织。为预防和遏制多组织生产安全事故的发生,基于系统理论事故建模与过程模型(Systems-Theory Accident Modeling and Process,STAMP)、24Model,构建一种用于多组织事故分析的方法,并以青岛石油爆炸事故为例进行事故原因分析。结果显示:STAMP-24Model可以分组织,分层次且有效、全面、详细地分析涉及多个组织的事故原因,探究多组织之间的交互关系;对事故进行动态演化分析,可得到各组织不安全动作耦合关系与形成的事故失效链及管控失效路径,进而为预防多组织事故提供思路和参考。

基于油气管道全生命周期的PDCA行为控制方法

为了预防油气管道泄漏事故,基于管道的全生命周期管理思想,采用事故致因“2-4”模型对国内80起油气管道事故中的不安全动作和管理体系缺失要素进行统计分析。结果表明:运行期不安全动作占比最多,占总频数的87.98%,主要表现为“监护人员未在作业期间全程监护”“未进行管道巡护工作”和“未定期进行管道质量检查”等,这些不安全动作主要集中在管道管理和作业许可管理过程中且在不同类别的管道事故中呈现不同的特点。基于全生命周期管理思想,针对统计结果提出集建设期、运行期、废弃期3个“PDCA”循环于一体的“FLC-PDCA”循环体系,为油气管道事故的预防提供新思路。

基于宁东地区电网企业保供电应急体系研究

为了提高电网企业保供电应急能力和应急管理水平,更好服务地方经济发展,结合保供电“准备—实施—总结”全流程构建了电网企业保供电应急能力指标体系,包括3个一级指标、10个二级指标及38个三级指标,并利用层次分析法和熵值法确定各级指标权重。最后以宁东能源化工基地电网企业为例进行定量评价,并提出应急管理体系提升建议,对电网企业保供电应急能力提升有指导意义。

基于SOR模型的煤矿工人违章行为分析

以某煤矿违章记录作为数据基础,从违章月份、违章班次、违章工种、违章类型4个角度入手,分析了“刺激S(Stimulus)-有机体O(Organism)-反应R(Response)”模型视角下煤矿人员违章行为的形成原因及过程,构建了煤矿工人违章行为分析的SOR模型,其中刺激变量(S)为影响煤矿人员违章行为外部刺激与内部刺激因素群,个体违章需要、违章动机与违章心理作为有机体的心理感受和态度(O),违章行为作为反应(R)。研究证实了SOR理论是一种解释煤矿人员违章行为的有效理论,可为落实安全心理学视角下的煤矿工人违章行为分析模式、有效杜绝员工违章意愿的发生和减少安全生产事故提供新方法。

案例驱动下“安全生产与消防法律法规”教学改革

为适应国家“双一流”建设对安全人才培养的迫切需求,解决“安全生产与消防法律法规”课程枯燥、学生学习积极性不高等问题,基于OBE理论,以培养目标和毕业要求指标为引领,采用ADDIE模型构建案例驱动模式的安全生产与消防法律法规课程教学体系,根据“知—思—行”策略设计案例驱动模式的运行方式,并以成果评价为手段,持续改进教学模式,最后以危险化学品法规的讲授展示课程实践过程和教学成果。结果表明:设计的案例驱动模式在“安全生产与消防法律法规”课程中应用效果良好。该模式可为新工科背景下课程融合发展、培养高质量人才提供具体思路和参考。

基于规则模式的瓦斯爆炸事故信息抽取技术

目前煤矿瓦斯爆炸事故报告均为文本记录格式,事故的具体原因信息蕴含在非结构化的文本中,且缺乏专业性的事故词典。为解决人工分析事故费时费力、效率低、分析结果易受主观性影响这一问题,客观提取事故原因,以“事故致因24Model”为事故分析的理论基础,以煤矿重特大瓦斯爆炸事故报告为样本库,构建了事故致因词典库;借助信息抽取技术提出了基于规则模式的事故致因信息抽取算法。抽取结果表明:所抽取的致因因素覆盖人工分析的90%,该方法为在非结构化案例库中快速提取事故致因信息提供了理论支持。

基于应急避难空间的矿山安全防护体系研究

提出以应急避难空间为基础的煤矿新型安全防护体系,通过在井下布置救生舱、避难所与矿井各系统结合形成救援网络,可在煤矿事故中为被困作业人员提供应急避难空间避难,降低煤矿事故死亡率。提出了救生舱、避难所在矿井中的基本布置原则,并以山西某煤矿为实例进行安全体系建设研究,指出避难室、救生舱在矿井实际条件中的设置原则和方法,以及新型安全防护体系的发展方向,为我国煤矿新型安全防护体系构建提出指导性依据。

矿用救生舱中人体自身代谢一氧化碳规律分析

为深入研究矿用密闭空间的生命保障技术,做了大量人体生存实验,其中发现人体在密闭空间内自身代谢一氧化碳,检出率为100%。通过救生舱内6组人体生存实验,对人体代谢一氧化碳规律作了深入分析,得到了人体代谢一氧化碳的量值及产生速率,并对代谢速率进行了分析,对代谢一氧化碳的趋势进行了数据拟合,为矿用救生舱中环控生保系统的建立提供了依据。

密闭救援空间内碱石灰去除二氧化碳效率影响因素分析

在矿用救生舱、载人航天器等有人应急生存或作业的有限空间内长时间生存,去除人体代谢产生的二氧化碳是保障人员生存的重要措施。碱石灰相比于其他吸附药剂具有吸附稳定性高、技术成熟、价格合理等特点,作为密闭救援空间空气净化的吸附药剂具有无可替代的优点。但是救生舱等密闭救援空间由于受到灾变后特殊条件(外部动力中断及体积等因素)限定,要求碱石灰具有较高的吸附率和吸附速率。通过对市场粒径、组分、产品吸附率等条件的筛选,共选出6种碱石灰进行了不同组分、不同厚度、不同风速、不同温度及湿度下的吸附率影响因素试验,得到了碱石灰对二氧化碳吸附的最佳配比及在密闭救援空间内工作的最佳方式和最佳使用条件。结果表明:碱石灰在救生舱等密闭救援空间内使用条件、优化其成分配比、开发相关环境控制与生命保障技术装备提供了必要的数据支持及理论参考。

新工科背景下安全工程课程建设实践与探索

为应对安全工程人才培养在新工科建设中的挑战,围绕新工科内涵和人才培养需求,在充分了解当前专业课程建设和教学中存在不足的基础上,结合成果导向教育(OBE)理念,设计安全工程课程体系;课程依据分析、设计、开发、实施和评估(ADDIE)模型,结合翻转课堂等多种教学模式,从课程元素、课程知识体系、教学方法和教学评价方面构建教学模式,并以安全生产法律法规课程为例,展示课程建设的路径及结果。研究结果表明:培养面向未来的卓越创新型人才是新工科背景下安全专业人才培养的方向和要求,课程与思政相融合、革新化教学流程、多元化教学评价方式是新工科背景下课程改革的重要部分。

救生舱用超氧化钾药板供氧性能试验研究

在救生舱等待救援的过程中,由于避难人员代谢导致的舱内温湿度及各项气体浓度复杂波动的情况会对超氧化钾氧板的产氧性能产生显著影响。为了使氧板能够满足救生舱内供氧及二氧化碳控制的关键救援指标,建立了密闭舱室实验平台,并设计了辅助氧气再生装置等,通过模拟救援状态下真人呼吸情况,对超氧化钾氧板的性能进行了实验研究。通过实验精确测定了超氧化钾氧板在不同环境湿度、表面湿度、二氧化碳浓度条件下的产氧量、供氧速率、二氧化碳吸收速率等关键指标,并通过密闭舱内的真人生存试验对其进行了验证,得到了氧板在真人使用情况下的用法及用量。结果表明,每隔10 min向超氧化钾氧板喷30 mL水,2块氧板即可维持4人2 h的呼吸量;4块氧板配比2 kg二氧化碳吸收剂即可维持4人4 h的生存需求。

救生舱内氧含量舒适度研究

在救生舱内长时间等待救援过程中,避难人员能够适应的的氧气体积分数存在一个较宽的范围,如果氧分压过低会引起各种缺氧反应,精神效能受到影响;氧分压过高则不能保证正常新陈代谢,会导致氧中毒等现象。通过测试不同环境温度下受试人员心率与氧气体积分数的关系,得到人体氧含量生理舒适度的范围。同时参照ASHRAE七级标度法,设计了新的非对称五标度舒适度评价体系,采用调查问卷方式得到受试人员对氧含量的舒适度投票,通过两种方法确定了人体在救生舱内长时间生存时氧气体积分数的上、下限分别为18.5%和22.5%。通过对舒适度曲线的拟合,得到人体舒适度感觉与环境中氧气体积分数的依变关系。

基于改进无偏灰色马尔科夫模型的煤矿事故死亡人数预测

在传统灰色模型和马尔科夫理论的基础上,根据新信息优先原理,构建维新无偏灰色马尔科夫模型。以我国2003年~2011年煤矿事故死亡人数为基础,预测2012年~2016年煤矿事故死亡人数,并与传统模型预测结果进行对比分析。

不同噪声强度对煤矿工人作业失误率的影响研究

为探究噪声强度对煤矿工人作业失误率的影响程度,采用实验室模拟试验和现场调研收集数据的方式对噪声和作业失误率间的关系展开研究,利用模拟试验所得结果和煤矿现场调研收集结果分别构建噪声-作业失误率、噪声-"三违"数量回归预测模型,定量分析作业失误率、"三违"数量和噪声水平之间的关系,研究结果表明:煤矿"三违"数量、实验室模拟人员失误率与环境噪声均呈正相关,随噪声强度增加,失误率及"三违"数量呈上升趋势;当外界噪声强度高于75 dB后,人员失误次数会出现显著性变化;基于事故预防的角度出发,可将75 dB设定为噪声安全临界值,以降低人员作业失误率,达到事故预防的目的。

基于文本分类技术的煤矿违章行为统计方法研究

煤矿作为高危行业,企业违章行为记录繁杂。为高效、准确、智能地检索和管理企业违章记录信息,减少违章行为发生,本文以某矿近3年的13935条违章行为数据库为样本,将违章行为分为3大类23小类,基于计算机文本分类技术,通过Jieba分词器文本预处理、向量空间模型构建、TF-IDF模型特征值选取、相似度计算等流程搭建了违章文本数据分类器,在Python环境下构建了可视化展示平台并进行分类统计。结果表明:违章操作在总违章行为中占比最高,达到64%,其次为违章行动和违章指挥。同时对各违章子类进行了高、中、低频类别划分,为预防事故发生提供重要数据支撑。

不同温度下型煤吸附解吸变形规律的研究

采用自主研制的高压瓦斯煤岩吸附-解吸测试系统,进行了型煤在不同温度条件下的吸附-解吸变形全过程试验,对型煤吸附与解吸瓦斯产生变形进行了研究。研究结果表明,型煤在不同温度条件下随时间的变形曲线具有相同的变化规律,即先后经历快速膨胀变形、缓慢膨胀至平衡变形、卸压瞬时膨胀变形、快速收缩变形、缓慢收缩至平衡变形5个阶段;型煤的吸附膨胀和解吸收缩曲线均具有朗格缪尔方程和幂函数方程特征;型煤在吸附过程中的膨胀变形具有各向异性,在解吸过程的收缩变形具有各向同性,解吸平衡的残余体应变与温度呈负相关。