我国工业粉尘爆炸事故统计及趋势分析.pdf

879 消防科学与技术2020 年 6 月第 39 卷第 6 期 修改时间 2020 年 06 月 08 日 104307 基金项目 江苏高校优势学科建设工程资助项目 电脑XF-E排图文FYC校对 摘要为了研究空间、 时间、 事故次数和可燃性粉尘种类等 事故相关因素的特征， 总结我国粉尘爆炸事故发生的一般规律， 对 我国 2005-2018 年发生的粉尘爆炸事故进行了数据统计分析。 结果表明， 我国粉尘爆炸事故多发于浙、 苏、 粤等工业发达地区； 夏 冬季、 交接班时刻及人体机能下降期为事故高发时间段； 金属粉 尘、 木粉尘和食品粉尘是发生爆炸的主要粉尘， 其中金属粉尘是粉 尘爆炸事故的最主要类别， 事故起数占比高达 45.24。研究结 果有助于更有针对性地预防和控制粉尘爆炸事故， 促进我国工业 安全生产。 关键词可燃性粉尘； 粉尘爆炸； 统计分析； 火灾调查 中图分类号X932， X928.7， TU998.12文献标志码A 文章编号1009-0029 （2020） 06-0879-04 随着现代工业化进程的加快以及智能制造和新材料 应用的兴起， 粉体作为原料、 中间产物以及工业产品伴生 物， 越来越多地参与到各行业规模化、 机械化的生产中， 因 此带来了粉尘种类更新和涉尘企业大量增加的问题， 由于 缺乏新形势下粉尘事故的预防和控制措施， 导致现代企业 的粉尘爆炸事故越来越多。 根据美国化学安全和危险调查委员会CSB在 2006 年发布的 调查报告 可燃性粉尘危险研究 ， 1980-2005 年美国共发生 281 起粉尘事故， 造成 119 人死亡， 718 人 受伤。而 CSB 的最新调查数据显示， 在 2006-2017 年期 间， 美国共发生 111 起粉尘爆炸事件， 造成致 66 人死亡， 337 人受伤。粉尘爆炸问题始终困扰着美国工业的发展， 可燃性粉尘的爆炸隐患没有得到真正意义上的防控， 粉尘 爆炸事故的危害性仍然突出。 我国粉尘爆炸事故也屡有发生， 1987 年 3 月 15 日， 哈尔滨特大亚麻粉尘爆炸事故， 导致 58 人死亡， 177 人受 伤； 2010 年 2 月， 河北省秦皇岛骊骅淀粉公司发生玉米淀 粉粉尘爆炸事故， 共造成 19 人死亡， 49 人受伤； 2012 年 8 月， 浙江省温州市铝制抛光加工厂发生金属粉尘爆炸事 故， 共造成 13 人死亡， 15 人受伤； 2014 年 8 月， 江苏省昆 山市某公司抛光车间发生一起特别重大粉尘爆炸事故， 共 造成 146 人死亡， 114 人受伤。应急管理部公开数据显示， 截至 2018 年底， 全国共有粉尘涉爆企业 4.28 万家， 其中， 粉尘作业场所 30 人及以上企业 3 481 家， 1029 人企业 11 664 家。粉尘涉爆企业数量巨大， 粉尘爆炸事故后果严 重， 重特大粉尘爆炸事故时有发生。 大量学者经过长期努力， 对粉尘爆炸的致爆机理、 爆 炸特征参数、 应急解决方法和技术手段等方面做了大量研 究。做好事故统计工作， 充分了解粉尘爆炸事故规律、 统 计特征， 不仅是安全管理工作的基本要求， 也是研究技术 手段防治粉尘爆炸的关键步骤。 为了得到我国不同类别粉尘爆炸事故发生、 发展的地 域性和时间性的一般规律， 有针对性地做好粉尘防爆安全 管理工作。笔者收集了 2005-2018 年中国发生的相关粉 尘爆炸事故案例， 综合分析了事故发生的空间、 时间和事 故种类等统计特征， 研究粉尘爆炸事故规律。结合我国工 业生产发展状况， 预测今后我国粉尘爆炸防治的重点。 1粉尘爆炸事故统计分析 1.1事故总体情况 20052018 年我国共发生粉尘爆炸事故 82 起， 平均 每年就发生 5～6 起， 共造成 523 人死亡， 731 人受伤 （如 图 1、 图 2 所示） 。82 起事故中， 有 13 起较大事故， 造成 68 人死亡； 6 起重大事故， 造成 71 人死亡； 3 起特别重大事故 造成 371 人死亡。 6 1 6 5 4 15 7 6 5 7 4 7 5 7 0 4 8 12 16 2 6 10 14 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 年份 事故次数 图 12005-2018 年我国粉尘爆炸事故 发生爆炸事故次数最多的是 2010 年， 其次是 2011 2014 年。2010 年全年共发生 15 起粉尘爆炸事故， 造成 33 人死亡 128 人重伤。粉尘爆炸事故死亡人数最多的年 份为 2005 年， 其次为 2014 年。发生死亡人数超百人的特 别重大事故是导致 2005 年 （黑龙江七台河东风煤矿 “11 27” 特别重大煤尘爆炸事故造成 171 人死亡） 和 2014 年 （昆山 82 粉尘爆炸） 死亡人数激增的原因。2005-2010 年事故次数起伏较大， 2010-2013 年事故次数有所下降， 2014-2018 年事故次数渐趋平稳呈波动变化。 我国工业粉尘爆炸事故统计及趋势分析 刘贞堂1,2，周西方1,2，林松1,2，李晓亮1,2，钱继发1,2，顾周杰1,2 1. 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室， 江苏 徐州 221116； 2. 中国矿业大学 安全工程学院， 江苏 徐州 221116 火灾调查与分析 880 Fire Science and Technology，，June 2020,Vol 39,No.6 修改时间 2020 年 06 月 08 日 104307 0 40 80 120 180 160 20 60 100 140 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 年份 死亡人数 图 22005-2018 粉尘爆炸事故伤亡情况 近 5 年来粉尘爆炸事故次数呈波动状态， 事故死亡人 数虽逐年降低， 但事故受伤人数呈上升趋势， 重大事故时 有发生。我国粉尘防爆安全形势不容乐观， 风险没有得到 有效防控， 粉尘防爆工作仍需加大力度。 1.2事故发生地域性特征 我国工业粉尘爆炸事故分布整体上呈东多西少的特 点， 其中东部地区浙江、 江苏和广东事故起数最多， 分别占 全国粉尘爆炸事故总数的 16.67、 16.67和 14.29； 西 部地区事故较少而中部各省份事故占比居中且省份之间 相差不大； 同时,工业粉尘爆炸事故分布范围较广， 在 2005-2018 这 14 年间， 我国 25 个省 （自治区、 直辖市） 均 发生过粉尘爆炸事故。 粉尘爆炸事故的地域分布特点， 与这些地区的经济发 展水平、 产业分布、 人员素质和政府监管力度有关。中西 部地区由于工业化进程较慢， 粉尘涉爆企业基数少， 分布 集中易于管理， 粉尘爆炸问题并不突出。而东部地区经济 发展速度快， 产业结构以二、 三产业为主， 生产企业多为电 子通讯、 服装及其他纤维、 机械加工等制造业， 与可燃粉尘 分布的金属制品、 纺织品、 木制品等加工行业高度重合， 导 致这些地区粉尘爆炸隐患企业数量多。且江浙地区涉尘 企业多为从事劳动密集型产业的中小企业， 存在劳动力文 化水平低、 高层次人才紧缺以及核心人才流失率高的问 题， 应急管理部 2017、 2018 两年公开数据表明， 东部地区 存在对涉粉企业督导核查不到位、 历史欠账较多、 安全基 础薄弱的问题， 这些问题造成近年来东部地区粉尘爆炸事 故仍时有发生。 因此， 应重点加强工业发达地区的粉尘防治。未来随 着我国产业区域转移， 内陆各省将承接更多东部发达地区 资源、 劳动密集型产业， 内陆地区工业化进程加速的同时 会面临更多粉尘涉爆问题， 因而快速工业化地区应重视工 业粉尘的治理。 1.3事故粉尘种类 我国 2005-2018 年粉尘爆炸事故按照粉尘种类的统 计， 如图 3 所示。在各类粉尘引起的爆炸事故中， 金属、 木 材、 食品粉尘爆炸事故占比高达 75.01， 金属粉尘爆炸事 故远高于其他粉尘爆炸事故。 粉尘爆炸事故存在粉尘种类上的分布特性， 有以下三 点原因 发生粉尘爆炸的主要粉尘为金属、 木材、 食品粉 尘， 产生这类粉尘的行业多为制造加工劳动密集型产业； 企业普遍采用规模化流水线作业， 使粉尘来源广， 数量多， 监管难度大， 粉尘爆炸隐患多； 制造加工业工作内容简单 重复就业门槛低， 导致文化程度低、 安全技能匮乏的从业 人员占比较多， 易发生人为操作事故。三类粉尘的特性使 其爆炸危险性远高于其他粉尘， 易产生爆炸事故。 金属 43 食品 13 木材 14 煤粉 8 其他 2 制药 3 塑料1 硫磺 1 硅粉6 纺织纤维1 化学品 4 饲料 4 图 32005-2018 年不同种类粉尘事故起数所占比例 金属粉尘爆炸事故次数占比最多， 平均每次爆炸造成 6 人死亡 10 人受伤， 应把粉尘安全工作的重心放在金属粉 尘尤其是镁铝粉尘的防治上。同时应加强木材和食品粉 尘的监管， 其他如制药、 化学品粉尘随着生产能力增长带 来的粉尘爆炸风险也需引起重视。 1.4事故发生时间特征 粉尘爆炸事故在各月份的分布由图 4 可知， 26 月份 事故较少， 7、 8、 12 月份事故较多， 1 月份和 11 月份事故最 多。整体趋势为春秋两季事故相对较少、 夏冬季节为事故 高发期。 11 6 5 66 5 7 8 5 4 12 7 0 4 8 12 2 6 10 1352467810911 12 事故月份 事故次数 图 4时间统计分析按月份的分布 各月份事故发生频次不同， 经分析有以下原因。夏冬 两季气温与人体舒适温度相差较大， 员工舒适度下降容易 困乏， 反应能力、 工作效率以及安全意识与春秋两季相比 有所下降， 人为失误增加。夏冬两季的温湿度变化， 导致 粉尘爆炸发生因素增多， 使得爆炸发生概率增加。但是两 季温湿度变化的不同， 导致不同种类粉尘发生爆炸概率的 分化。夏季空气潮湿， 金属粉尘容易受潮， 爆炸危险性增 加， 如 2014 年 “82 昆山工厂爆炸事故” ， 事故发生的直接 原因就是该厂集尘桶内的铝粉吸湿受潮， 发生氧化放热反 应， 达到粉尘云的引燃温度， 从而引发粉尘爆炸。而冬季 881 消防科学与技术2020 年 6 月第 39 卷第 6 期 修改时间 2020 年 06 月 08 日 104307 空气干燥， 木材和食品粉尘不易团聚悬浮粒径小、 活性增 大点火能量降低， 易积累热量引起爆炸。11 和 1 月份已接 近年底和年初， 存在企业为了赶进度， 出现了超能力、 超强 度、 超定员生产的现象， 加之安全工作被严重忽视， 因而事 故频发。国家安全部门重点常规检查的时间为 6、 9、 12 三 个月份， 在此期间企业安全管理力度加强， 事故隐患得到 及时处理， 使得这几个月安全形势好于相邻月份。但 “运 动式” 执法结束后， 企业的安全管理工作松懈， 事故发生频 次有所增加。 对粉尘爆炸事故每日 24 时分布数据统计， 如图 5 所 示。早班 10 时、 中班 16 时为事故高发时间段， 早班 13 时、 中班 23 时与晚班 1 时事故次数远超相邻时段； 而早班 （800-16 00） 与中班 （1600-2400） 粉尘爆炸事故概率相 近， 事故次数分别为 28、 26 次， 晚班 （0 00-8 00） 发生事 故次数较低为 13 次。事故多发的 16 时、 23 时、 1 时人体 机能水平偏低且三个时段为临近交接班或交接班时段， 工 人操作熟练度以及注意力水平和反应能力下降较大， 增加 了人为失误， 导致事故发生次数增加； 13 时为中午时刻， 随 着工作疲劳的积累和人体机能的下降， 事故发生的概率增 加； 10 时为人体机能的上升时段， 但两小时重复工作产生 的懈怠情绪使工人的情绪节律处于下降趋势， 倾向于简化 操作步骤， 降低安全敏感性从而增加了事故风险。 人体机能曲线事故次数 0 4 8 12 2 6 10 204612814201016221824 事故时间 事故次数 -30 -10 10 30 -20 0 20 图 5时间统计分析按小时的分布曲线 由事故统计规律可知， 夏冬季节应加强除尘频率、 监 察力度及时清理浮尘排除隐患， 降低空气中的粉尘浓度； 交接班和人体机能下降时段以及开工两小时后应加强安 全检查， 提高警惕防范人为失误出现， 减少事故发生。 2我国工业粉尘爆炸事故发展趋势 工业粉尘作为工业产品的伴生物， 其发展方向与工业 产品的生产趋势息息相关， 收集金属、 木材、 食品、 煤炭、 化 学品、 塑料、 纺织纤维、 药品等工业产品 1997-2017 年的 生产数量变化趋势 （见图 6） 进行分析。其中金属包含生 铁、 粗钢、 原铝等金属原料； 食品包括成品糖及植物油， 化 学品包含硫酸、 烧碱、 纯碱、 合成氨、 乙烯等化学制剂， 纺织 纤维包括纱和布， 药品涵盖化学药品、 中成药和化学农药， 图 7 为各工业产品生产数量年均增长率。 由图 6、 图 7 可知 8 种工业产品的生产数量大体呈逐 年增加的趋势； 金属、 纺织纤维、 塑料、 药品的年均增长率 高于传统产业原煤、 木材、 食品的年均增长率； 塑料产品生 产数量的增长趋势远超其他行业。 木材 金属 食品 原煤 化学品 塑料 纺织纤维 药品 0 2 000 4 000 8 000 12 000 16 000 6 000 10 000 14 000 18 000 20 000 22 000 4 500 5 000 6 000 7 000 8 000 5 500 6 500 7 500 8 500 200 000 400 000 200220102018199820062014 年度 公用产品/万t 木材/m3 图 61997-2017 年我国工业产品产量 0 4 8 12 16 2 6 10 14 金属木材食品原煤 化学品 塑料纺织纤维药品 年均增长率 图 71997-2017 年我国工业产品年均增率 我国不同种类粉尘的爆炸事故比例处于动态变化， 2005 年以前主要事故粉尘有金属、 食品、 煤、 纤维粉尘， 其 事故占比分别为 21.53， 19.53， 5.77， 8.17； 而在 2005-2018 年各事故粉尘比例变化为金属和煤粉上升 21.47， 2.23， 食品与纤维粉尘下降 6.53， 14.79。由 数据可知， 随着现代工业的发展， 工业粉尘事故中重工业 的产品和原料 （金属、 原煤） 粉尘事故比例上升， 轻工业 （食 品、 纤维） 粉尘事故相对下降。 结合工业生产趋势、 粉尘事故变化趋势与粉尘爆炸事 故的地域性特征预测工业粉尘爆炸事故发展趋势如下 一 方面， 随着我国工业化的推进， 智能制造、 新材料等的发 展， 粉尘涉爆企业数量不断增加， 导致爆炸事故粉尘种类 包含了传统型和新型粉尘。且随着高科技产业的迅速崛 起和重工业的深入发展， 塑料、 药品等新型粉尘的尘害问 题可能会逐渐显露， 重工业产品和原料的粉尘爆炸防控形 势更加严峻。另一方面， 随着我国产业结构调整， 劳动密 集型行业将逐渐从经济发达地区转移， 粉尘涉爆企业处于 动态转移过程中， 粉尘爆炸事故发生区域也将随之变化， 各地区应实时调整粉尘安全监管工作。 3结论 我国粉尘安全形势不容乐观， 近 5 年事故起数波动， 死亡人数虽呈下降趋势， 但受伤人数呈上升趋势； 浙江、 江 苏、 广东等东部地区及快速工业化地区是粉尘安全工作的 882 Fire Science and Technology，，June 2020,Vol 39,No.6 修改时间 2020 年 06 月 08 日 104307 重点区域； 夏冬季节、 交接班时刻及人体机能下降时段为 事故高发期。 金属粉尘， 尤其是镁铝粉尘是引起粉尘爆炸事故的主 因， 应加强涉及产生镁铝粉尘企业的安全监管力度。 工业粉尘爆炸事故发展趋势为 爆炸事故粉尘种类包 含了传统型和新型粉尘； 塑料、 药品等新型粉尘的尘害问 题可能会逐渐显露， 重工业产品和原料的粉尘爆炸防控形 势更加严峻； 粉尘涉爆企业处于动态转移过程， 粉尘爆炸 事故发生区域将发生波动变化， 各地区应实时调整粉尘安 全监管工作。 参考文献 [1] 张二强， 张礼敬， 陶刚， 等. 粉尘爆炸特征和预防措施探讨[J]. 中国安 全生产科学技术， 2012， 8288-92. 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Statistics and trend analysis of industrial dust explosion accidents in China LIU Zhen-tang1,2, ZHOU Xi-fang1,2, LIN Song1,2, LI Xiao-liang1,2, QIAN Ji-fa1,2, GU Zhou-jie1,2 1.Key Laboratory of The Ministry of Coal Mine Gas and Fire Prevention and Control,China University of Mining and Technolo⁃ gy, Jiangsu Xuzhou 221116,China; 2.School of Safety Engineer⁃ ing,China University of Mining and Technology,China University of Mining and Technology,Jiangsu Xuzhou 221116,China Abstract This paper makes a statistical analysis of the dust explo⁃ sion accident in China from 2005 to 2018, studies the characteris⁃ tics of accident-related factors such as space, time, number of acci⁃ dents and dust types, and summarizes the general law of dust ex⁃ plosion accidents in China. Statistics show that Chinas dust explo⁃ sion accidents are mostly in Zhejiang, Jiangsu, Guangdong and other industrial developed areas; summer and winter, shift time and the decline of human body fitness period have high incidence of accidents; metal dust, wood dust and food dust is the main dust ex⁃ plosion, of which metal dust is the main category of dust explosion accidents, and the proportion of accidents was as high as 45.24. The results of the study are helpful to prevent and control dust ex⁃ plosion accidents and promote the safe production of industrial pro⁃ duction in China. Key words flammable dust; dust explosion; statistical analysis; fire investigation 作者简介 刘贞堂 （1963-） ， 男， 中国矿业大学煤矿瓦 斯与火灾防治教育部重点实验室， 中国矿业大学安全工程 学院教授， 博士， 主要从事煤瓦斯突出和煤尘爆炸方面的 研究， 江苏省徐州市铜山区大学路 1 号， 221116。 通信作者 周西方， 男， 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾 防治教育部重点实验室， 中国矿业大学安全工程学院硕士 研究生。 收稿日期 2020-01-21