基于24Model与csQCA的煤矿安全事故组态构型

张民波,闫 瑾*,黄强勇,牛艺骁,李 峰,钟子逸

(1.武汉工程大学兴发矿业学院,湖北 武汉 430074;2.中技国际工程有限公司,湖北 武汉 430014;3.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083)

煤炭行业是全球作业风险最大的行业之一,根据国家安全生产监督管理局年度事故调查报告显示[1],2001至2020年我国煤矿共发生495起重大事故,2021年全国煤矿共发生安全事故91起,死亡人数达278人,造成的伤害和损失极为严重。作为风险高、隐患多且事故频发的工作场所,煤矿的安全管理一直广受学者关注[2]。煤矿企业是覆盖人-机-环-管的多重运行系统[3],煤矿安全事故是多种因素造成的复杂事件,其中不仅涉及工作人员和环境,还受到企业文化、制度、外部监管等条件的影响。因此,只有识别出系统中不同因素交叉运行带来的影响,才能从根本上遏制煤矿安全事故的发生。

近年来,国内外学者利用不同的事故致因模型对煤矿安全事故进行了分析。如:Fu等[3]建立了人因因素分析和分类系统(HFACS)与事故致因“24”模型(24Model)中不安全动作因素的对应关系,并在实例论述中统一了不安全动作的判定标准;Zhang等[4]运用WBA(why because analysis)的逻辑思想,结合24Model对多起典型煤矿安全事故进行了分析,并强调了改善企业安全文化对减少工业事故的重要性;王建豪[5]基于24Model对重特大煤矿井下炸药自燃事故及火灾事故进行统计分析,从事故发生原因与扩大原因两方面进行了不安全动作的研究;付净等[6]基于24Model构建了煤矿安全人员的不安全动作内在致因及分析程序,为不安全行为提供了自我控制对策;黄亚江等[7]基于QCA(qualitative comparative analysis)方法分析了影响建筑工人安全意识的关键因素,并提出了提高其技能知识、态度的可行建议;王如冰等[8]运用fsQCA方法分析了地铁事故中乘客的不安全行为,探究了事故内在机制与形成路径;Fu等[9]以24Model为理论依据,确定了瓦斯爆炸不安全动作的分类细则,归纳出具体违章作业的不安全行为并提出了控制对策;张兵等[10]基于HFACS与QCA方法对高支模施工安全事故进行了多因素统计分析,并根据事故的组态构型分析了该施工安全事故的发生机制;廖文景等[11]基于24Model与csQCA(clear-set qualitative comparative analysis)方法探究了金属非金属矿山安全事故的组态构型,并通过事故统计与因素关联解析了5种事故路径。

综上研究可知,24Model提供了定性研究煤矿安全事故中各因素因果关系的系统方法,QCA方法可以对煤矿安全事故各致因因素之间的关联因素进行组态构型研究,可以补充24Model在定量研究煤矿安全事故中的不足。本文基于24Model对煤矿安全事故致因因素进行定性分析,并结合QCA方法定量分析了各致因因素之间的关联组态构型关系,最终实现煤矿安全事故成因与事故类型的定性定量综合研究,以期为煤矿安全事故的防控及安全管理工作提供理论指导。

1 事故致因模型构建与研究设计

1.1 理论依据

傅贵等[12-13]提出的事故致因“24”模型(简称24Model)是一种将导致事故发生的原因视为多因素耦合的模型。如图1所示,该模型从人为因素、物态因素、组织因素、外部因素几个方面对事故的发生原因进行剖析,并将每个版块通过串联的方式层层传递,使其因果关系明确且真实客观,选择24Model作为研究工具能够全面分析煤矿行业复杂的运行系统。

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

24Model的目标不是归咎问题,而是为安全事故调查提供“系统性”的方法,尽可能地挖掘事故根源、根本、间接、直接原因中潜在的隐患[14]。利用24Model不仅能理解影响事故发生组织内的安全文化、安全管理体系、个人行为、物的状态等,而且考虑了组织外的监管、环境等因素的影响,并可基于多重因素耦合后定性提出有效的解决措施,解决了传统事故致因模型中难以界定原因的问题。

1.2 构成要素分析

1) 安全文化。煤矿企业的安全理念实质是指安全文化[15],24Model将其定义为根源原因,是通过激发主观能动性来制约事故背后的人因性,从而贯穿于管理程序、作业环境、生产设备、员工行为等各类日常安全生产管理环节的一种无形的制度。根据煤矿行业的特殊性,参考《煤矿安全文化建设导则》(AQ/T 1099—2014),煤矿企业需根据自身当前安全管理工作现状,构建规范化、全面化的安全文化体系,为安全管理工作深入落实创造有利的工作氛围[16]。因此,本文以煤矿管理层和外部监管组织为研究主体,依据《中华人民共和国安全生产法》(2021年修订)[17]中规定的管理层责任,选取安全宣传是否到位以及是否执行行业标准或安全管理制度作为本层变量。

2) 安全管理体系。安全管理体系是煤矿企业中组织层面对企业相关政策、角色、智能、策略、程序和做法的集合[16]。在24Model中安全管理体系可以自然运行于组织行为中,也可以是根据相关安全管理体系标准及文件形成。以国际最新发行的安全管理体系中的ISO 45001[18]为参考文件,可知矿山安全管理体系主要包括安全运行管理和资源管理两类,在实施过程中存在管理组织匮乏、缺少足够意识、管理效率低下等不良状态。其中,安全运行管理的不良状态体现在缺少创新的制度、安全责任制落实不到位;资源管理不良状态主要表现为缺少保证安全生产或降低事故损失的设备设施,如缺少自救器具、设备老化等。因此,本文选取是否缺少日常安全用品或劳保用品、是否按照相关规定和程序进行安全监管作为本层变量。

3) 习惯性行为。24Model中将习惯性行为归为引起事故的间接原因[13],造成这种现象的根本原因是组织部门职责不明确、监管不严的外在表现形式。Grover等[19]强调了个人行为和心理对不安全动作的影响,淡薄的安全意识、长期不良习惯以及安全知识匮乏都属于个人层面原因,涉及侥幸、逞强、冒险等心理因素的影响,进而作用在行为上。安全知识和意识上的缺陷是由于企业各级员工在形式和内容上缺少规范的安全教育培训或安全教育培训不足[9],同时存在从业人员缺少相应资格证书的情况。因此,本文将工作人员是否进行了安全教育或有无从业资格证书作为本层变量。

4) 一次性行为。该层次包括不安全行为和不安全物态,个人的不安全行为是事故发生的直接原因,从根源上看,物的不安全状态是由于人的习惯性行为而导致的[9],故将是否存在设备不达标、不安全合格作为不安全物态层级的变量。组织管理人员在指挥生产期间的违规、决策失误等行为都被视为不安全行为,因此将违规和差错作为不安全行为层级的两个变量。其中,违规是指个人未按照煤矿安全生产相关规章制度进行工作或违背法律规定生产[20],如违法开采、违反岗位规章制度作业等;差错是指员工或管理者决策失误[15],如管理者指挥生产期间的错误指令、爆破工作气体检查员的工作失误等。

1.3 变量选取与分析方法

运用QCA方法一般遵循以下步骤[8]:①根据研究问题选择具有代表性的事故案例;②识别事故中多因素的因果关系,确定条件变量和结果变量;③运用csQCA软件进行单因素必要性校验和条件组态分析。

在使用QCA方法之前要先确定事故案例条件的结果变量。通过查阅相关文献[21]可知,研究者在分析工业安全事故时,一般以事故平均死亡人数作为结果变量。因此,本文统计了26起数据清晰的典型煤矿安全事故,其平均死亡人数为7人,以此作为划分事故结果变量的边界,即事故造成7人以上死亡为高于平均死亡人数,事故造成7人以下死亡归为低于平均死亡人数,并结合24Model原因分类和结果分析,经整理后得到煤矿安全事故的相关变量因素,如表1所示。

表1 煤矿安全事故的变量选择及说明

2 事故案例分析

2.1 数据来源

事故案例能够真实、完整地反映事故的发生、发展过程,基于事故案例可以分析事故发生组织中不同层级员工发出的不安全行为,以及组织不同层次中的不安全物态,进而反映组织的安全理念及安全管理体系[22]。通过煤矿安全网、中华人民共和国应急管理部网等资源搜集平台,对2012—2022年全国煤矿安全事故进行数据统计[2],综合考虑事故案例的完整性以及数据的偏差量,最终确定了26起具有代表性的典型煤矿安全事故案例作为本文研究对象,具体事故案例统计分析结果见表2。

表2 典型煤矿安全事故案例统计分析结果

通过对26起典型煤矿安全事故案例进行统计分析,发现事故样本中瓦斯、火灾、水灾事故占53.6%,这三类事故构成的伤害较重,均属于较大事故以上范畴。其中,瓦斯、火灾事故平均死亡人数达到了10人以上,构成重大事故(图2)。因此,矿山要高度重视此类事故的预防,防患于未然,应实时更新风险隐患排查机制,认真实施安全风险分级双重预防机制工作,对于易造成重特大事故的风险隐患应从源头治理。此外,事故样本中顶板事故有两次较大事故,其余为一般事故;运输、放炮、机电事故为一般事故,此类事故贯穿于日常生产中的每个环节,且发生次数较频繁,可采取明确到人的针对性措施,并通过安全公告栏等途径将安全生产责任落实到各级人员,提高煤矿企业安全风险分级管控水平。

图2 26起典型煤矿安全事故案例发生数量及平均死亡人数Fig.2 Frequency of 26 typical coal mine safety accidents and average number of fatalities

2.2 标定变量

本研究采用清晰集定性比较分析(csQCA)方法[11]来标定变量,即通过对变量赋值0和1进行二分处理实现该步骤,具体赋值见表3。

表3 煤矿安全事故致因因素分类及二分数据

由表3可知:有超过80%的煤矿企业未严格遵守政策法规或安全生产要求,即在组织层面出现问题,进而影响到运行行为、作用在个人行为上;同样,有50%以上的煤矿企业出现规章制度范围内的决策差错;超过80%的煤矿企业受到不严格监管带来的影响,属于外部条件影响层面;近58%的煤矿安全事故受到职工无从业证书、安全培训不足等条件的影响,近一半事故中存在设备损坏带来的损害。从组织层面分析,造成这种现象的原因是企业安全理念及安全管理体系的欠缺,导致安全教育活动开展不到位;从个人层面上分析,是由于员工自我安全意识不高且缺乏安全专业知识,在生产过程中未对设备进行检查或日常维修不到位造成的,具体事故样本致因变量赋值见表4。

表4 煤矿安全事故致因变量赋值

3 基于csQCA方法的实证结果分析

3.1 单一变量必要性分析

QCA方法的基本特征之一是承认存在非对称关系[11],因此利用该方法进行分析时,首先要检验单个条件变量与结果的关联效应。一致性为结果发生的充分条件,反映了条件变量集合导致结果发生的概率;覆盖率反映了某种变量单一作用导致结果发生的唯一路径的程度。如果某条件变量的一致性超过0.9,覆盖率大于0.8,即认为该变量可单独作为样本发生的必要条件。单一变量必要性分析结果见表5。

表5 煤矿安全事故单一变量必要性分析结果

由表5可知,任意条件变量都不可独立成为煤矿安全事故发生的必要条件,需要对其进行组态构型分析。

3.2 条件组态分析

经过清晰集比较分析后,可以得到中间解、简约解以及复杂解。其中,复杂解是没有任何逻辑简化的解,简约解是构型最精简的解;中间解是指介于复杂解与简约解两者之间的一种解,其精简的同时又具有代表性。本文结合案例数据以及文献[7],选取中间解和简约解进行综合分析,从而得到导致煤矿安全事故发生的多条路径,表6和表7分别为简约解和中间解的构型分析。

表6 简约解构型分析

表7 中间解构型分析

通过对简约解和中间解进行整理后,得到如表8所示的煤矿安全事故组态路径(C1～C6)。

表8 煤矿安全事故的组态路径

由表8可知:煤矿安全事故的6种组态的一致性均大于0.9,表明所有条件组态在整体上都是煤矿安全事故发生的充分条件;每个组态都包含多种变量存在,即煤矿安全事故是多条件组合导致的后果;组态中的核心条件是指同时符合简约解和中间解的条件变量,边缘条件是只出现在中间解中的变量。

通过对煤矿安全事故的组态构型进行分析可知:C1、C2、C5中的核心条件重合,都包括违反政策法规或安全生产要求、存在决策差错以及未执行行业标准或安全管理制度,可概括为煤矿单位管理不严型;C3路径中的核心条件为未进行安全教育培训或无从业资格证书、欠缺安全宣传、未执行行业标准或安全管理制度,可概括为企业安全文化建设缺失型;C4路径中的核心条件为设备不达标或不安全、未进行安全教育培训或无从业资格证书,可概括为工作人员安全意识淡薄型;C6路径中的核心条件为违反政策法规或安全生产要求、设备不达标或不安全、监管部门或生产负责人未按照相关规定和程序进行安全监管以及缺少日常安全用品或劳保用品,该路径涉及的核心要素较多,可概括为组织安全行为异化型。

3.3 煤矿安全事故组态构型分析

3.3.1 煤矿单位管理不严型

该组态构型的核心条件是煤矿企业违反政策法规或安全生产要求、存在决策差错和未执行行业管理制度,边缘条件为安全监管部门或生产负责人未按照相关规定和程序进行安全监管。该构型包括3种路径(C1、C2、C5),总体覆盖率为0.55,表明在煤矿安全事故中,有55%的安全事故都是由此构型诱发。其中,C1、C2路径的边缘条件为安全监督监管,C5路径的边缘条件为技术设备、人员因素、安全监督监管。该构型注重组织层面的影响,特别是在监管不严时会存在违反行业规定的操作内容,进而导致事故的发生。因此,煤矿企业首先应完善安全管理体系,企业安全管理应涵盖安全制度、安全巡查、安全宣传,并保证所有工作严格按照安全管理体系运行,严格排查各环节中的漏洞;其次,煤矿企业应细化监督监管责任,明确企业以及有关部门的监督责任,从根本上防范重大安全隐患,避免事故的发生。

3.3.2 企业安全文化建设缺失型

C3路径表示为“违规*人员因素*安全宣传*安全管理制度”,该构型的覆盖率为0.43,表明在煤矿安全事故中有43%的安全事故都涉及此构型的风险因素。其中,C3路径的核心条件为人员因素、安全宣传和安全管理制度,边缘条件为违规。此构型表明即使在煤矿企业资源管理良好的前提下,也会发生安全事故。由于安全文化是煤矿企业的根基,安全管理体系中的问题表明了安全文化的弱点,如安全培训和教育过程的不足。员工认知偏差来源于缺少正规的安全培训,导致规章制度执行不力、部门职责不明确,这一路径的事故原因最终归于企业安全文化建设缺失。企业安全文化的构建离不开现实的载体,其建设过程要在现有安全文化的基础上不断完善提高,最终趋于常态化建设。因此,煤矿企业应强化各部门职能,通过组织内部主导安全生产的实践工作,给予安全文化建设制度上的保障。而创建安全文化的一个重要策略是加强煤矿企业员工之间的沟通,并充分发挥多通道通信途径、移动信息平台的优势激励员工参与,从根本上提高单位人员的安全素质水平。

3.3.3 工作人员安全意识淡薄型

C4路径表示为“违规*差错*技术设备*人员因素*安全监督监管”,该构型的覆盖率为0.14,表明在煤矿安全事故中有14%的安全事故都是由此构型诱发。其中,C4路径的核心条件为技术设备和人员因素,边缘条件为违规、差错和安全监督监管,说明在这一路径中,监管部门或生产负责人未按照相关规定程序进行安全监管或安全监管不严时,工作人员个人对于安全的认知是最核心的条件,具体表现在工作人员缺乏安全培训以及缺少从业资格证书,这种情况会直接影响员工操作的准确性,发出不安全动作,使物陷入不安全状态,很容易导致事故的发生。因此,煤矿企业应高度重视安全教育和持证上岗的重要性,全面提高矿山系统的本质安全以及企业各级员工的安全意识,同时重视有效监督监管的必要性,避免出现人员因素和组织因素交叉作用的事故。

3.3.4 组织安全行为异化型

C6路径表示为“违规*技术设备*人员因素*安全监督监管*系统资源管理*安全管理制度”,其中该路径的核心条件为差错、技术设备、安全监督监管、系统资源管理,辅助条件为安全管理制度、人员因素。该构型的覆盖率为0.1,表明在煤矿安全事故中有10%的事故是由此构型造成。组织的安全行为异化主要是指企业存在违反安全生产法律规定的不当行为,重点强调由于管理者对事故隐患采取隐瞒、对隐患不追究等问题,进而导致组织安全管理失灵的现象,在日常生产中主要表现为设备资源出现问题、决策失误,使企业出现有法不依、违法不究的问题。该路径的核心条件较多,涉及的核心变量都属于管理层的职责,说明矿山管理者在组织安全决策时应重视日常工作的安全检查,秉承真实、科学、合理的原则,对企业资源进行合理调配,同时应及时检查与更新矿井生产和救援设备,避免出现人员管理和行为管理上的失误。

4 结 论

1) 基于24Model事故致因理论,将煤矿生产安全事故的影响因素划分为4种类型,基于此重新梳理致因因素并定性解构了8种条件变量,以事故平均死亡人数作为结果变量,为csQCA方法的定量研究做铺垫。

2) 赋值26起典型煤矿安全事故案例样本进行事故影响因素的定量统计分析,可知任何单一变量都无法独立导致煤矿安全事故的发生,煤矿安全事故是由多种影响因素交叉作用的结果。

3) 由QCA方法组态分析结果可知,煤矿安全事故组态构型可归纳为:煤矿单位管理不严型、企业安全文化建设缺失型、工作人员安全意识淡薄型、组织安全行为异化型4种类型。

4) 采用24Model与QCA相结合的方法分析煤矿安全事故的组态构型,可以用于研究煤矿安全事故的发生路径及路径的可能性,并能够根据所分析的致因因素提供具有针对性的防范措施,从而为煤矿安全事故致因研究提供新的定性和定量分析工具。该方法不仅能对已发生的煤矿安全事故进行深度分析并提供更科学合理的指导,还能从根本上切断煤矿安全事故的行为致因链条,降低事故防控措施的成本,从而提高煤炭行业的经济效益。