煤气在什么情况下爆炸是安全的？矿大吴教授谈事故与危险源

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煤气在什么情况下爆炸是安全的？矿大吴教授谈事故与危险源
原创 2018-04-11 吴兵 安全永无止境

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吴教授上一次写了一篇关于安全与事故的理论文章，引起很多讨论，反响强烈，今天吴教授接着发另外一篇原创文章，说说事故与危险源。

感谢感兴趣的朋友交流。

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值得一提的是，吴教授不但很有才华，而且很年轻，上次说是老教授是小编笔误

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事故与危险源—对安全科学原理的探讨之二

（吴兵，中国矿业大学（北京））

本文是对安全科学基本概念的一些认识，如需引用文中的观点或叙述，请标明出处。

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对事故本质和发生原因的分析是安全科学的根本。
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事故的本质

事故是系统中具有显著特征的事件，它起始于事故状态点，此后系统或系统局部进入不可控状态。根据事故的特征，我们将事故定义为：系统中发生的对系统及其周边环境（包括人和物）具有损害效能的不可控事件。

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从上述定义可见：事故事件有别于其它事件的特征有两个，即：一、事故是系统本身不可控的事件；二，事故具有造成损害的能力。人为设计生产系统的主要功能是实现生产目标，限于成本和技术的原因，不可能对系统中可能发生的事件均进行控制。事故这一事件是否造成损害，取决于事故发生时空点及其影响范围内人和物的分布状态，由于系统和环境的动态变化，事故造成的损害程度往往具有一定的偶然性。

任何事件的本质都是客观对象之间的相互作用，事故也是如此。事故中的对象包含物和能量，对象之间的作用伴随着能量传递和转化。对于事故，往往呈现出高能对象的能量释放，因此，有学者认为“事故是能量意外释放的结果”。

能量（energy）是物质的时空分布可能变化程度的度量，用来表征物理系统做功的本领。能量以多种不同的形式存在；按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能、光能、潮汐能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化  。各种场也具有能量。

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02

危险源的定义

分析事故中能量的传递过程，可以将系统中的对象划分为施能对象和受能对象（超出人体承受范围的低温“冷”也可看作一种能量）。生产系统是人类利用工具和能量转化技术完成生产目标的功能系统，对系统中的能量或高能物质进行控制，是防止损害发生基础，这些控制措施在生产安全领域通常称其为“屏障”。系统及环境中存在的可能造成损害的能量和可能发生高能释放的物质，我们称其为“危险源”，危险源就是事故中的施能对象。

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危险源是系统（含周边的环境）所固有的，也是系统控制的对象。我们将危险源定义为“系统所固有的危险物质和能量”。超出人体生理和系统部件承受范围的能量的危险性较为明显，而物质的危险性只是其本身的某种特性，只有在一定条件下才表现出来。例如，瓦斯，具有燃烧、爆炸的特性，当瓦斯空气的预混气体中瓦斯浓度达到5%-16%，点燃时会发生爆燃，直至发展为爆轰。当混合气体中瓦斯浓度超过16%时，在其与空气的接触点点燃会发生扩散燃烧。这两种现象如果发生在煤矿井下作业空间内，则是事故。如果瓦斯爆燃发生在发动机气缸内，则属于控制事件，反而可能是系统的动力源。

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03

危险源的辨识和控制

危险源是客观实在的对象，系统中危险源的存在是一切事故的根源。危险源因其特性和作用对象的不同，表现为不同的事故。例如，瓦斯可能造成爆炸事故，也会造成火灾事故；电路短路，可能造成人身触电事故，也可能引起火灾。

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对系统中的危险源进行辨识并不是一件容易的事，但这是保障安全生产的第一步，也是非常关键的一步。当前，并没有系统、可靠的危险源辨识方法，只能依靠经验、对系统运行过程中物质和能量的分析以及已经积累的事故案例来进行。许多事故的发生都是由于对危险源的辨识不清造成的，如深圳“11.20”渣土场滑坡事故，企业和政府对该生产系统可能引发大规模滑坡的危险源均未能有效辨识，从而形成生产过程中缺乏对该危险源的可靠监测和管理。

生产系统以及其受环境的影响是复杂的，同时也是动态变化，对系统中危险源的辨识必须考虑整个生产过程。对系统运行过程的清楚了解是辨识危险源的基础，在生产系统投入运行前或现场作业前，负责安全的相关人员必须对危险源进行系统的辨识。在此基础上，设计危险源的控制措施，即屏障。

危险源的控制措施应当同其危险程度相匹配，因此，首先需要对危险源进行测定和评估。对危险性较大的危险源需要设计包括人因行为在内的多道防护屏障。

危险源的控制措施主要分为工程技术手段和管理手段。工程技术手段包括：移除、替代、监测、隔离、减少或减弱、防护和应急处置等。管理手段是与技术手段相应的组织行为。生产系统越简单，危险源控制的技术手段越可靠，则保障安全生产的能力越强。但是，管理手段是保证技术措施得以有效实施的基础，高效、可靠的管理体系即使是对复杂、动态变化的危险源，也能起到有效控制的效果。

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