事故树分析法剖析实验室爆炸风险研究

厉林举 万延涛 胡洪武 曹鹰

摘要：科学实验室发生的爆炸事故往往与危险化学物质、未掌握特性的新材料、高温高压设备和有风险的试验过程有关。本文采用事故树分析方法，分析导致爆炸火灾事故的原因，聚焦分析物的危害因素导致的爆炸事故，通过分析最小割集对危险因素进行排序，通过分析最小径集明确必要的预防措施，根据分析结果制定出相应的预防措施。

关键词：实验室;爆炸;事故树分析;预防措施

实验室中爆炸事故破坏力强，危害大，往往还伴随着火灾及其他灾害的发生，因而需要引起特别重视。爆炸有着不同的分类，按物质产生爆炸的原因和性质不同，通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种，本文研究的对象是实验室发生非核爆炸的可能性，即物理爆炸和化学爆炸的分析与预防。

一、确定顶上事件

实验室爆炸。

二、分析危险因素

收集各地实验室爆炸事故案例，召开讨论会，研究讨论爆炸发生的各种可能性。

三、绘制事故树分析图

四、对事故树进行化简

（一）求最小割集。最小割集表示系统的危险性，最小割集的求解方法是采用布尔代数逻辑化简法。

T=M1+M2 =M3+M4+M5+M6+M7

=a1（X1+X2）+X3X4+X5+X6+X7X8+X9X10X11

=a1X1+a1X2+X3X4+X5+X6+X7X8+X9X10X11

所以该事故树的最小割集：

K1=（a1，X1），K2=（a1，X2），K3=（X3，X4），K4=（X5），K5=（X6），K6=（X7，X8），K7=（X9，X10，X11）

（二）求最小径集。由最小径集定义可知控制事故的方案。

P1=（a1），  P2=（X1，X2），  P3=（X3，X4），  P4=（X5），  P5=（X6）  P6=（X7，X8），    P7=（x9，X10，X11）

（三）根据最小割集比较事故发生的危险性。通过分析最小割集，我们可以给以上的危险因素排序。

1.其中k4（活泼金属遇水发生自燃剧烈放热引起爆炸）、k5（甲类3、4项物质在空气中自燃引起爆炸），是单一事件引起爆炸，危险性大于其他途径引起的爆炸。

2.K1、K2、K3、K6，都表明由两个意外事件引起爆炸，危险性相对K4、K5较轻，可以通过控制两个条件之一消除危险。

3.K7的触发条件有三个，必须同时存在才能引起爆炸，可通过控制其中一个条件消除隐患，因此危险性较前两种小。

（四）利用最小径集可选择控制事故的最佳方案

由事故树分析图可看出如果a1不发生或X1与X2都不发生才能保证M3不发生，X5和X6都不发生才能保证M5不发生，X3与X4中有一个不发生就能保证M4不发生，X7与X8中有一个不发生就能保证M6不发生，X9、X10与X11中只要有一个不发生就能保证M7不发生。

五、依据事故树分析法制定安全防爆措施

（一）压力容器划定专属区域，压力气瓶设置专用库房，远离火源，避免日照，确保压力容器远离办公区域或人员聚焦场所。

（二）压力容器安全阀按规定时间检验，日常工作中按时巡检。

（三）甲类危險物质的储存量严格控制在规定数量内，在空气中能够发生自燃或遇水剧烈燃烧的甲类物质必须按规定方法保存，且储存房间设置防止水浸渍的措施。

六、结语

上文仅针对物的不安全因素探讨爆炸事故的起因和预防措施，人的不安全行为和环境改变也是导致实验室发生爆炸事故的主要因素，同样需要安全管理人员高度重视。

作者简介：

厉林举（1971.2—），男，汉族，河北易县人，MBA学历，国家注册安全工程师，机电工程师，研究方向：企业安全管理、实验室安全防控。