基于24Model與csQCA的煤礦安全事故組態構型

張民波,閆 瑾*,黃強勇,牛藝驍,李 峰,鐘子逸

(1.武漢工程大學興發礦業學院,湖北 武漢 430074;2.中技國際工程有限公司,湖北 武漢 430014;3.中國礦業大學(北京)應急管理與安全工程學院,北京 100083)

煤炭行業是全球作業風險最大的行業之一,根據國家安全生產監督管理局年度事故調查報告顯示[1],2001至2020年我國煤礦共發生495起重大事故,2021年全國煤礦共發生安全事故91起,死亡人數達278人,造成的傷害和損失極為嚴重。作為風險高、隱患多且事故頻發的工作場所,煤礦的安全管理一直廣受學者關注[2]。煤礦企業是覆蓋人-機-環-管的多重運行系統[3],煤礦安全事故是多種因素造成的復雜事件,其中不僅涉及工作人員和環境,還受到企業文化、制度、外部監管等條件的影響。因此,只有識別出系統中不同因素交叉運行帶來的影響,才能從根本上遏制煤礦安全事故的發生。

近年來,國內外學者利用不同的事故致因模型對煤礦安全事故進行了分析。如:Fu等[3]建立了人因因素分析和分類系統(HFACS)與事故致因“24”模型(24Model)中不安全動作因素的對應關系,并在實例論述中統一了不安全動作的判定標準;Zhang等[4]運用WBA(why because analysis)的邏輯思想,結合24Model對多起典型煤礦安全事故進行了分析,并強調了改善企業安全文化對減少工業事故的重要性;王建豪[5]基于24Model對重特大煤礦井下炸藥自燃事故及火災事故進行統計分析,從事故發生原因與擴大原因兩方面進行了不安全動作的研究;付凈等[6]基于24Model構建了煤礦安全人員的不安全動作內在致因及分析程序,為不安全行為提供了自我控制對策;黃亞江等[7]基于QCA(qualitative comparative analysis)方法分析了影響建筑工人安全意識的關鍵因素,并提出了提高其技能知識、態度的可行建議;王如冰等[8]運用fsQCA方法分析了地鐵事故中乘客的不安全行為,探究了事故內在機制與形成路徑;Fu等[9]以24Model為理論依據,確定了瓦斯爆炸不安全動作的分類細則,歸納出具體違章作業的不安全行為并提出了控制對策;張兵等[10]基于HFACS與QCA方法對高支模施工安全事故進行了多因素統計分析,并根據事故的組態構型分析了該施工安全事故的發生機制;廖文景等[11]基于24Model與csQCA(clear-set qualitative comparative analysis)方法探究了金屬非金屬礦山安全事故的組態構型,并通過事故統計與因素關聯解析了5種事故路徑。

綜上研究可知,24Model提供了定性研究煤礦安全事故中各因素因果關系的系統方法,QCA方法可以對煤礦安全事故各致因因素之間的關聯因素進行組態構型研究,可以補充24Model在定量研究煤礦安全事故中的不足。本文基于24Model對煤礦安全事故致因因素進行定性分析,并結合QCA方法定量分析了各致因因素之間的關聯組態構型關系,最終實現煤礦安全事故成因與事故類型的定性定量綜合研究,以期為煤礦安全事故的防控及安全管理工作提供理論指導。

1 事故致因模型構建與研究設計

1.1 理論依據

傅貴等[12-13]提出的事故致因“24”模型(簡稱24Model)是一種將導致事故發生的原因視為多因素耦合的模型。如圖1所示,該模型從人為因素、物態因素、組織因素、外部因素幾個方面對事故的發生原因進行剖析,并將每個版塊通過串聯的方式層層傳遞,使其因果關系明確且真實客觀,選擇24Model作為研究工具能夠全面分析煤礦行業復雜的運行系統。

圖1 事故致因“24”模型Fig.1 Accident causal 24Model

24Model的目標不是歸咎問題,而是為安全事故調查提供“系統性”的方法,盡可能地挖掘事故根源、根本、間接、直接原因中潛在的隱患[14]。利用24Model不僅能理解影響事故發生組織內的安全文化、安全管理體系、個人行為、物的狀態等,而且考慮了組織外的監管、環境等因素的影響,并可基于多重因素耦合后定性提出有效的解決措施,解決了傳統事故致因模型中難以界定原因的問題。

1.2 構成要素分析

1) 安全文化。煤礦企業的安全理念實質是指安全文化[15],24Model將其定義為根源原因,是通過激發主觀能動性來制約事故背后的人因性,從而貫穿于管理程序、作業環境、生產設備、員工行為等各類日常安全生產管理環節的一種無形的制度。根據煤礦行業的特殊性,參考《煤礦安全文化建設導則》(AQ/T 1099—2014),煤礦企業需根據自身當前安全管理工作現狀,構建規范化、全面化的安全文化體系,為安全管理工作深入落實創造有利的工作氛圍[16]。因此,本文以煤礦管理層和外部監管組織為研究主體,依據《中華人民共和國安全生產法》(2021年修訂)[17]中規定的管理層責任,選取安全宣傳是否到位以及是否執行行業標準或安全管理制度作為本層變量。

2) 安全管理體系。安全管理體系是煤礦企業中組織層面對企業相關政策、角色、智能、策略、程序和做法的集合[16]。在24Model中安全管理體系可以自然運行于組織行為中,也可以是根據相關安全管理體系標準及文件形成。以國際最新發行的安全管理體系中的ISO 45001[18]為參考文件,可知礦山安全管理體系主要包括安全運行管理和資源管理兩類,在實施過程中存在管理組織匱乏、缺少足夠意識、管理效率低下等不良狀態。其中,安全運行管理的不良狀態體現在缺少創新的制度、安全責任制落實不到位;資源管理不良狀態主要表現為缺少保證安全生產或降低事故損失的設備設施,如缺少自救器具、設備老化等。因此,本文選取是否缺少日常安全用品或勞保用品、是否按照相關規定和程序進行安全監管作為本層變量。

3) 習慣性行為。24Model中將習慣性行為歸為引起事故的間接原因[13],造成這種現象的根本原因是組織部門職責不明確、監管不嚴的外在表現形式。Grover等[19]強調了個人行為和心理對不安全動作的影響,淡薄的安全意識、長期不良習慣以及安全知識匱乏都屬于個人層面原因,涉及僥幸、逞強、冒險等心理因素的影響,進而作用在行為上。安全知識和意識上的缺陷是由于企業各級員工在形式和內容上缺少規范的安全教育培訓或安全教育培訓不足[9],同時存在從業人員缺少相應資格證書的情況。因此,本文將工作人員是否進行了安全教育或有無從業資格證書作為本層變量。

4) 一次性行為。該層次包括不安全行為和不安全物態,個人的不安全行為是事故發生的直接原因,從根源上看,物的不安全狀態是由于人的習慣性行為而導致的[9],故將是否存在設備不達標、不安全合格作為不安全物態層級的變量。組織管理人員在指揮生產期間的違規、決策失誤等行為都被視為不安全行為,因此將違規和差錯作為不安全行為層級的兩個變量。其中,違規是指個人未按照煤礦安全生產相關規章制度進行工作或違背法律規定生產[20],如違法開采、違反崗位規章制度作業等;差錯是指員工或管理者決策失誤[15],如管理者指揮生產期間的錯誤指令、爆破工作氣體檢查員的工作失誤等。

1.3 變量選取與分析方法

運用QCA方法一般遵循以下步驟[8]:①根據研究問題選擇具有代表性的事故案例;②識別事故中多因素的因果關系,確定條件變量和結果變量;③運用csQCA軟件進行單因素必要性校驗和條件組態分析。

在使用QCA方法之前要先確定事故案例條件的結果變量。通過查閱相關文獻[21]可知,研究者在分析工業安全事故時,一般以事故平均死亡人數作為結果變量。因此,本文統計了26起數據清晰的典型煤礦安全事故,其平均死亡人數為7人,以此作為劃分事故結果變量的邊界,即事故造成7人以上死亡為高于平均死亡人數,事故造成7人以下死亡歸為低于平均死亡人數,并結合24Model原因分類和結果分析,經整理后得到煤礦安全事故的相關變量因素,如表1所示。

表1 煤礦安全事故的變量選擇及說明

2 事故案例分析

2.1 數據來源

事故案例能夠真實、完整地反映事故的發生、發展過程,基于事故案例可以分析事故發生組織中不同層級員工發出的不安全行為,以及組織不同層次中的不安全物態,進而反映組織的安全理念及安全管理體系[22]。通過煤礦安全網、中華人民共和國應急管理部網等資源搜集平臺,對2012—2022年全國煤礦安全事故進行數據統計[2],綜合考慮事故案例的完整性以及數據的偏差量,最終確定了26起具有代表性的典型煤礦安全事故案例作為本文研究對象,具體事故案例統計分析結果見表2。

表2 典型煤礦安全事故案例統計分析結果

通過對26起典型煤礦安全事故案例進行統計分析,發現事故樣本中瓦斯、火災、水災事故占53.6%,這三類事故構成的傷害較重,均屬于較大事故以上范疇。其中,瓦斯、火災事故平均死亡人數達到了10人以上,構成重大事故(圖2)。因此,礦山要高度重視此類事故的預防,防患于未然,應實時更新風險隱患排查機制,認真實施安全風險分級雙重預防機制工作,對于易造成重特大事故的風險隱患應從源頭治理。此外,事故樣本中頂板事故有兩次較大事故,其余為一般事故;運輸、放炮、機電事故為一般事故,此類事故貫穿于日常生產中的每個環節,且發生次數較頻繁,可采取明確到人的針對性措施,并通過安全公告欄等途徑將安全生產責任落實到各級人員,提高煤礦企業安全風險分級管控水平。

圖2 26起典型煤礦安全事故案例發生數量及平均死亡人數Fig.2 Frequency of 26 typical coal mine safety accidents and average number of fatalities

2.2 標定變量

本研究采用清晰集定性比較分析(csQCA)方法[11]來標定變量,即通過對變量賦值0和1進行二分處理實現該步驟,具體賦值見表3。

表3 煤礦安全事故致因因素分類及二分數據

由表3可知:有超過80%的煤礦企業未嚴格遵守政策法規或安全生產要求,即在組織層面出現問題,進而影響到運行行為、作用在個人行為上;同樣,有50%以上的煤礦企業出現規章制度范圍內的決策差錯;超過80%的煤礦企業受到不嚴格監管帶來的影響,屬于外部條件影響層面;近58%的煤礦安全事故受到職工無從業證書、安全培訓不足等條件的影響,近一半事故中存在設備損壞帶來的損害。從組織層面分析,造成這種現象的原因是企業安全理念及安全管理體系的欠缺,導致安全教育活動開展不到位;從個人層面上分析,是由于員工自我安全意識不高且缺乏安全專業知識,在生產過程中未對設備進行檢查或日常維修不到位造成的,具體事故樣本致因變量賦值見表4。

表4 煤礦安全事故致因變量賦值

3 基于csQCA方法的實證結果分析

3.1 單一變量必要性分析

QCA方法的基本特征之一是承認存在非對稱關系[11],因此利用該方法進行分析時,首先要檢驗單個條件變量與結果的關聯效應。一致性為結果發生的充分條件,反映了條件變量集合導致結果發生的概率;覆蓋率反映了某種變量單一作用導致結果發生的唯一路徑的程度。如果某條件變量的一致性超過0.9,覆蓋率大于0.8,即認為該變量可單獨作為樣本發生的必要條件。單一變量必要性分析結果見表5。

表5 煤礦安全事故單一變量必要性分析結果

由表5可知,任意條件變量都不可獨立成為煤礦安全事故發生的必要條件,需要對其進行組態構型分析。

3.2 條件組態分析

經過清晰集比較分析后,可以得到中間解、簡約解以及復雜解。其中,復雜解是沒有任何邏輯簡化的解,簡約解是構型最精簡的解;中間解是指介于復雜解與簡約解兩者之間的一種解,其精簡的同時又具有代表性。本文結合案例數據以及文獻[7],選取中間解和簡約解進行綜合分析,從而得到導致煤礦安全事故發生的多條路徑,表6和表7分別為簡約解和中間解的構型分析。

表6 簡約解構型分析

表7 中間解構型分析

通過對簡約解和中間解進行整理后,得到如表8所示的煤礦安全事故組態路徑(C1～C6)。

表8 煤礦安全事故的組態路徑

由表8可知:煤礦安全事故的6種組態的一致性均大于0.9,表明所有條件組態在整體上都是煤礦安全事故發生的充分條件;每個組態都包含多種變量存在,即煤礦安全事故是多條件組合導致的后果;組態中的核心條件是指同時符合簡約解和中間解的條件變量,邊緣條件是只出現在中間解中的變量。

通過對煤礦安全事故的組態構型進行分析可知:C1、C2、C5中的核心條件重合,都包括違反政策法規或安全生產要求、存在決策差錯以及未執行行業標準或安全管理制度,可概括為煤礦單位管理不嚴型;C3路徑中的核心條件為未進行安全教育培訓或無從業資格證書、欠缺安全宣傳、未執行行業標準或安全管理制度,可概括為企業安全文化建設缺失型;C4路徑中的核心條件為設備不達標或不安全、未進行安全教育培訓或無從業資格證書,可概括為工作人員安全意識淡薄型;C6路徑中的核心條件為違反政策法規或安全生產要求、設備不達標或不安全、監管部門或生產負責人未按照相關規定和程序進行安全監管以及缺少日常安全用品或勞保用品,該路徑涉及的核心要素較多,可概括為組織安全行為異化型。

3.3 煤礦安全事故組態構型分析

3.3.1 煤礦單位管理不嚴型

該組態構型的核心條件是煤礦企業違反政策法規或安全生產要求、存在決策差錯和未執行行業管理制度,邊緣條件為安全監管部門或生產負責人未按照相關規定和程序進行安全監管。該構型包括3種路徑(C1、C2、C5),總體覆蓋率為0.55,表明在煤礦安全事故中,有55%的安全事故都是由此構型誘發。其中,C1、C2路徑的邊緣條件為安全監督監管,C5路徑的邊緣條件為技術設備、人員因素、安全監督監管。該構型注重組織層面的影響,特別是在監管不嚴時會存在違反行業規定的操作內容,進而導致事故的發生。因此,煤礦企業首先應完善安全管理體系,企業安全管理應涵蓋安全制度、安全巡查、安全宣傳,并保證所有工作嚴格按照安全管理體系運行,嚴格排查各環節中的漏洞;其次,煤礦企業應細化監督監管責任,明確企業以及有關部門的監督責任,從根本上防范重大安全隱患,避免事故的發生。

3.3.2 企業安全文化建設缺失型

C3路徑表示為“違規*人員因素*安全宣傳*安全管理制度”,該構型的覆蓋率為0.43,表明在煤礦安全事故中有43%的安全事故都涉及此構型的風險因素。其中,C3路徑的核心條件為人員因素、安全宣傳和安全管理制度,邊緣條件為違規。此構型表明即使在煤礦企業資源管理良好的前提下,也會發生安全事故。由于安全文化是煤礦企業的根基,安全管理體系中的問題表明了安全文化的弱點,如安全培訓和教育過程的不足。員工認知偏差來源于缺少正規的安全培訓,導致規章制度執行不力、部門職責不明確,這一路徑的事故原因最終歸于企業安全文化建設缺失。企業安全文化的構建離不開現實的載體,其建設過程要在現有安全文化的基礎上不斷完善提高,最終趨于常態化建設。因此,煤礦企業應強化各部門職能,通過組織內部主導安全生產的實踐工作,給予安全文化建設制度上的保障。而創建安全文化的一個重要策略是加強煤礦企業員工之間的溝通,并充分發揮多通道通信途徑、移動信息平臺的優勢激勵員工參與,從根本上提高單位人員的安全素質水平。

3.3.3 工作人員安全意識淡薄型

C4路徑表示為“違規*差錯*技術設備*人員因素*安全監督監管”,該構型的覆蓋率為0.14,表明在煤礦安全事故中有14%的安全事故都是由此構型誘發。其中,C4路徑的核心條件為技術設備和人員因素,邊緣條件為違規、差錯和安全監督監管,說明在這一路徑中,監管部門或生產負責人未按照相關規定程序進行安全監管或安全監管不嚴時,工作人員個人對于安全的認知是最核心的條件,具體表現在工作人員缺乏安全培訓以及缺少從業資格證書,這種情況會直接影響員工操作的準確性,發出不安全動作,使物陷入不安全狀態,很容易導致事故的發生。因此,煤礦企業應高度重視安全教育和持證上崗的重要性,全面提高礦山系統的本質安全以及企業各級員工的安全意識,同時重視有效監督監管的必要性,避免出現人員因素和組織因素交叉作用的事故。

3.3.4 組織安全行為異化型

C6路徑表示為“違規*技術設備*人員因素*安全監督監管*系統資源管理*安全管理制度”,其中該路徑的核心條件為差錯、技術設備、安全監督監管、系統資源管理,輔助條件為安全管理制度、人員因素。該構型的覆蓋率為0.1,表明在煤礦安全事故中有10%的事故是由此構型造成。組織的安全行為異化主要是指企業存在違反安全生產法律規定的不當行為,重點強調由于管理者對事故隱患采取隱瞞、對隱患不追究等問題,進而導致組織安全管理失靈的現象,在日常生產中主要表現為設備資源出現問題、決策失誤,使企業出現有法不依、違法不究的問題。該路徑的核心條件較多,涉及的核心變量都屬于管理層的職責,說明礦山管理者在組織安全決策時應重視日常工作的安全檢查,秉承真實、科學、合理的原則,對企業資源進行合理調配,同時應及時檢查與更新礦井生產和救援設備,避免出現人員管理和行為管理上的失誤。

4 結 論

1) 基于24Model事故致因理論,將煤礦生產安全事故的影響因素劃分為4種類型,基于此重新梳理致因因素并定性解構了8種條件變量,以事故平均死亡人數作為結果變量,為csQCA方法的定量研究做鋪墊。

2) 賦值26起典型煤礦安全事故案例樣本進行事故影響因素的定量統計分析,可知任何單一變量都無法獨立導致煤礦安全事故的發生,煤礦安全事故是由多種影響因素交叉作用的結果。

3) 由QCA方法組態分析結果可知,煤礦安全事故組態構型可歸納為:煤礦單位管理不嚴型、企業安全文化建設缺失型、工作人員安全意識淡薄型、組織安全行為異化型4種類型。

4) 采用24Model與QCA相結合的方法分析煤礦安全事故的組態構型,可以用于研究煤礦安全事故的發生路徑及路徑的可能性,并能夠根據所分析的致因因素提供具有針對性的防范措施,從而為煤礦安全事故致因研究提供新的定性和定量分析工具。該方法不僅能對已發生的煤礦安全事故進行深度分析并提供更科學合理的指導,還能從根本上切斷煤礦安全事故的行為致因鏈條,降低事故防控措施的成本,從而提高煤炭行業的經濟效益。