能量意外释放理论

能量意外释放理论揭示了事故发生的物理本质，为人们设计及采取安全技术措施提供了理论依据。

1.能量意外释放理论概述

(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，意外释放的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年美国运输交通部安全局局长哈登完善了能量意外释放理论，认为“人受伤害的原因只能是某种能量的转移”。将伤害分为两类：第一类伤害是由于施加了局部或者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者全身性能量交换引起的，主要是指中毒窒息和冻伤。

哈登认为，在一定条件下某种形式的能量能否产生伤害造成人员伤亡事故，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。根据能量意外释放理论，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

能量在生产过程中是不可缺少的，人类利用能量做功以实现生产目的。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、电离能及非电离辐射、声能和生物能等形式的能量，都可导致人员伤害。其中前四种形式的能量引起的伤害最为常见。

意外释放的机械能是造成工业伤害事故的主要能量形式。现代化工业生产中广泛利用电能，当人们意外地接近或接触带电体时，可能发生触电事故而受到伤害。

工业生产中广泛利用热能，生产中利用的电能、机械能或化学能可以转变为热能，可燃烧物燃烧时释放出大量的热能，人体在热能的作用下，可能遭受到烧灼或发生烫伤。有毒有害的化学物质使人员中毒，是化学能引起的典型伤害事故。

研究表明，人体对每一种形式能量的作用都有一定的抵抗能力，或者说有一定的伤害阈值。当人体与某种形式的能量接触时，能否产生伤害及伤害的严重程度如何，主要取决于作用于人体的能量的大小。作用于人体的能量越大，造成严重伤害的可能性越大。

2.事故防范对策

从能量意外释放理论出发，预防伤害事故就是防止能量或危险物质的意外释放，防止人体与过量的能量或危险物质接触。

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11种：

(1)用安全的能源代替不安全的能源。

例如，在易发生触电的作业场所，用压缩空气动力代替电力，防触电;采用水力采煤代替火药爆破等。

(2)限制能量。即限制能量的大小和速度，规定安全极限量。例如，利用低压电器设备防止电击，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。例如，控制爆炸性气体浓度;设备接地消除静电蓄积;利用避雷针放电保护重要设施等。

(4)控制能量释放。例如，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;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。例如，安全接地可以防止触电;抽放煤矿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。例如，安装在机械转动部分外面的防护罩;设置安全围栏等。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、物与能量之间设置屏蔽，在时间或空间上把能量与人隔离。例如，防火门、防火密闭等。

(9)提高防护标准。例如，采用双重绝缘工具防止高压电能触电事故;用耐高温、耐高寒材料制作的个体防护用具等。

(10)改变工艺流程。例如，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。