為了套用技術手段預防和控制（預控）作業人員的違章行為，分析研究違章帶電作業造成的瓦斯爆炸事故案例，向井下電工調查違章帶電作業過程，把違章帶電作業過程進行分解成：遵/違章選定過程、違章初始狀態、違章過渡過程、”觸線“狀態、違章危險作業過程、違章停止狀態。在違章過渡過程中，違章者拿著工具質點（或徒手）運動，還沒有越過違章紅線，是安全的，且其運動狀態符合牛頓第二定律，可用微分方程描述，該方程就是違章狀態方程。違章狀態方程可作為大數據分析研究違章行為的定量分析模型之一。
基本介紹
- 中文名：違章過渡過程
- 外文名：Violation transition process
- 所屬學科：機電與自動化 煤炭科學技術
定義,特徵,意義,
定義
通過分析違章帶電作業造成的事故案例，將違章帶電作業過程抽象並分解成：遵/違章選定過程、違章初始狀態、違章過渡過程、”觸線“狀態等6個分過程。重點研究了違章過渡過程，該過程是：違章作業已經開始，並按一定的運動規律運動，將要過渡到危險的”觸線“狀態，其運動過程要占據一定的時間和空間，根據牛頓力學寫出其運動狀態方程，即”違章狀態方程“。”違章過渡過程“的發現，為套用技術手段預防違章帶電作業提供了可以利用的、安全的時空條件，為”抗違章技術“研究提供了理論支撐。
特徵
孫繼平教授研究指出：“電氣火源（花）引爆瓦斯最多，為48.1%“。典型事故案例如下：2003年5月13日，安徽淮北礦業集團蘆嶺煤礦瓦斯爆炸事故（“5·13“事故），造成了86人死亡，9人重傷，19人輕傷。造成事故的原因為：電鉗工拆卸Ⅱ1048風巷控制刮板輸送機的電磁啟動器時，電鉗工違反《煤礦安全規程》要求，在檢修前沒有採取斷電措施，帶電打開了該設備的接線腔蓋板，在檢修過程中，煤及矸石落入接線腔內，造成帶電端子短路產生火花引發瓦斯爆炸。以事故案例及井下電工違章帶電作業“經驗”為資料，分析研究事故案例中沒有記錄的，但客觀存在的“違章過渡過程”，推導出“違章狀態方程”，建立定量分析模型，為預控違章帶電作業提供理論依據，為套用大數據分析研究違章行為提供新視角。
動態電路轉變工作狀態的過程提出的概念，動態電路的一個特徵是當電路的結構或元件的參數發生變化時，可能使電路改變原來的工作狀態，轉變到另一個工作狀態，這種轉變往往需要經歷一個過程，在工程上稱之為過渡過程。從違章初始狀態過渡到”觸線“狀態，其特徵是：違章已開始，將要開始違章危險作業，但還未開始危險作業，還在安全狀態，在進入危險作業的運動過程中。作業人員違章鬆動螺栓的初始狀態（將進入違章過渡過程）如圖1。“5·13“事故中，從違章作業人員拿著電工工具（鉗子或扳手等）向第一條螺栓移動開始，直到觸碰螺栓（但沒有擰螺栓）為止，就是違章過渡過程，其特徵是還沒有違章帶電擰螺栓。
圖1
在違章過渡過程中，違章動力
減去違章阻力
，等於違章者所用工具質點的質量m乘以它的運動速度v對時間的導（函）數。其數學表達式就是違章過渡狀態方程，簡稱違章狀態方程。
式中：為違章者的等效動力，稱作違章動力；為運動過程中的等效阻力，稱作違章阻力；m為“工具質點”的質量，為了分析研究方便，可把作業人員的電工工具看作工具質點，也可把作業人員的“手”看作一個質點，由於工具質點質量一般很小，不作過多分析；v為質點在t時刻運動速度；t為時間。
意義
1.分析發現違章帶電作業中，客觀存在“違章過渡過程”及“違章紅線”。在違章過渡過程中，作業人員的動作行為還沒有觸碰“違章紅線”，其動作行為是安全的。“違章過渡過程”的發現，為預控違章帶電作業提供了可以利用的安全條件。
2.研究表明在違章過渡過程中，違章者所用工具質點運動時，可以用微分方程表示其運動狀態，表述為：違章動力減去違章阻力，等於違章者所用工具質點的質量乘以它的運動速度對時間的導（函）數。這就說明違章帶電作業是有規律可循的，有規律可循，就一定能被預控。違章狀態方程為預控違章帶電作業提供了定量分析模型，對於套用大數據分析研究安全生產意義重大。
3.根據推理可知，違章帶電作業以外的其它任何違章作業都存在“違章過渡過程”及“違章狀態方程”，也就是說都是可以預控的。
