基于事故树分析的铝电解漏铝事故致因机理分析
CSTR:
作者:
作者单位:

1.煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 400044 ;2.重庆大学 资源与安全学院,重庆 400044 ;3.阿坝铝厂,四川 阿坝藏族羌族自治州 623001 ;4.重庆高峰新材料科技有限公司,重庆 404160

作者简介:

冯文静(2004—),女,本科生,主要从事工业安全科学与技术研究。

通讯作者:

中图分类号:

TF821;TF804.4

基金项目:

国家重点研发计划项目“职业环境金属中毒致相关疾病干预控制研究”(2025YFC2511700);重庆市自然科学基金创新发展联合基金“铝生产过程中安全智能管控及节能高效资源化利用关键技术研究”(CSTB2024NSCQ-LZX0166);重庆英才·创新创业示范团队项目“铝电解安全风险辨识与感控技术及应用”(cstc2024ycjhbgzxm0131);中央高校基本科研业务费 N0. 2024CDJQYJCYJ-OO1;自然科学重点横向项目“铝电解槽系列对地漏电故障定位检测及预警系统研究”(H20210777);科技转化重大项目(专利转让)“基于漏槽监控装置的铝电解漏槽检测方法”(H20201555)


Analysis of the causal mechanism of aluminum leakage accidents in aluminum electrolysis based on fault tree analysis
Author:
Affiliation:

1. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing 400044 , China ;2. School of Resources and Safety, Chongqing University, Chongqing 400044 , China ;3. Aba Aluminum Plant, Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture, Sichuan 623001 , China ;4. Chongqing Gaofeng New Material Technology Co. , Ltd. , Chongqing 404160 , China

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    摘要:

    铝电解生产中的漏铝事故是铝电解车间最严重的工艺安全事故之一,具有突发性强、连锁反应快、处置难度大等特点,对其进行科学合理表征是保障生产安全的重要步骤。本文运用事故树分析法,以电解槽漏铝事故作为顶事件,构建包含12个基本事件的定性分析模型。经最小割集与最小径集分析,识别出导致漏铝事故的11条路径,其中底部漏槽由X1-X9事件中单一因素即可触发,而侧部漏槽需(X10∨X11)与X12共同作用。采用最小割集近似法计算结构重要度,结果表明,内衬材料质量差、筑炉质量差等底部相关因素(Iφ=1)对事故影响最大,其次为侧部腐蚀与槽温过高。定量评估结果显示,顶事件年发生概率约为4.40%,和实际统计数据高度吻合,验证了模型的有效性;敏感性分析表明,集中控制X1(内衬材料质量差)、X2(筑炉质量差)这类高概率、高结构重要度事件,能够显著降低系统的整体风险。本研究构建的静态FTA模型不仅为电解铝企业提供了科学的风险管控依据,还为高温冶金设备的本质安全设计提供了理论支持,推动电解铝企业利用智能化技术将安全管理从被动响应向主动预测模式转变。

    Abstract:

    This paper employs the fault tree analysis (FTA) method, taking the aluminum leakage incident from electrolytic cells as the top event, to construct a qualitative analysis model comprising 12 basic events. Analysis of minimal cut sets and minimal path sets identifies 11 distinct paths leading to aluminum leakage. Specifically, bottom leakage can be triggered by any single factor among X1-X9, whereas side leakage requires the combined effect of (X10∨X11) and X12. The structural importance of events was calculated using the minimal cut set approximation method. The results indicate that the factors related to the cell bottom, such as poor lining material quality and poor furnace construction quality (Iφ=1), together with the burning through of the side steel shell (Iφ=1), have the greatest impact on the accident, followed by side corrosion and excessively high bath temperature (Iφ=0.5). Quantitative evaluation shows that the annual probability of the top event is approximately 4.40%, which closely matches actual statistical data, validating the model's effectiveness. Sensitivity analysis indicates that prioritizing control of high-probability, high-importance events (e. g. , X1, X2) can significantly reduce overall risk.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

冯文静,凌雪蕊,张昊宇,等 . 基于事故树分析的铝电解漏铝事故致因机理分析[J]. 中国有色冶金,2026,55(3): 96-105.

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  • 收稿日期:2025-12-30
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  • 在线发布日期: 2026-07-08
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