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      基于ISM-MICMAC 的煤礦工人違章行為影響因素研究

      2023-08-04 03:39:10王天瑜春思帆
      煤礦安全 2023年7期
      關(guān)鍵詞:煤礦工人驅(qū)動(dòng)力象限

      王天瑜,春思帆

      (中原工學(xué)院 能源與環(huán)境學(xué)院,河南 鄭州 451191)

      近年來(lái),隨著煤礦機(jī)械化、信息化、智能化的快速發(fā)展,我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)狀況明顯改善。但是,礦井頂板、瓦斯、透水等事故依舊屢有發(fā)生,煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)依然嚴(yán)峻[1-2]。2021 年“8·14”青海柴達(dá)爾煤礦頂板事故,工人違章冒險(xiǎn)清淤,強(qiáng)行挑頂作業(yè),導(dǎo)致頂板抽冒,造成20 人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失5 391.02萬(wàn)元[3]。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì),在所有導(dǎo)致煤礦重大事故的直接原因中,人為因素所占比例高達(dá)97.67%,其中,礦工違章行為占人為因素的比例為55.37%[4]。因此從煤礦工人違章行為出發(fā),準(zhǔn)確識(shí)別影響違章行為的主要因素,探明各因素間的相互作用機(jī)理,對(duì)于控制煤礦事故發(fā)生具有非常重要的意義。在此背景下,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)煤礦工人違章行為進(jìn)行了大量的研究并已取得一定的成果[5-11]?,F(xiàn)有研究在一定程度上反映了影響因素之間的作用關(guān)系,但并未對(duì)各因素間的作用機(jī)理進(jìn)行更深層次的研究。解釋結(jié)構(gòu)模型(ISM)利用人們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),劃分系統(tǒng)因素層級(jí)結(jié)構(gòu);交叉影響矩陣相乘法(MICMAC)運(yùn)用矩陣相乘原理,定量計(jì)算系統(tǒng)因素的驅(qū)動(dòng)力和依賴度大小,繪制象限分類圖,識(shí)別系統(tǒng)中的高驅(qū)動(dòng)力和高依賴性因素,分析因素間的驅(qū)動(dòng)-依賴關(guān)系。鑒于此,運(yùn)用ISM 和MICMAC 相結(jié)合的方法,深入研究礦工違章行為的影響因素及其相互之間的作用機(jī)理,進(jìn)而為減少煤礦工人違章行為提供針對(duì)性的預(yù)防對(duì)策,實(shí)現(xiàn)有效控制煤礦事故發(fā)生的目的。

      1 ISM-MICMAC 分析方法

      1.1 ISM 模型

      ISM 模型將人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)編程相結(jié)合,最終將系統(tǒng)構(gòu)造成一個(gè)多級(jí)遞階的解釋結(jié)構(gòu)模型[11],具體步驟如下:

      1)確定系統(tǒng)因素集合S。S={S1,S2,…,Sn,},其中:Si(i=1,2,…,n)為第i 個(gè)因素;n 為因素的個(gè)數(shù)。

      式中:aij為矩陣A 中的元素,且若i=j,則aij=0。

      3)計(jì)算可達(dá)矩陣M。根據(jù)布爾矩陣運(yùn)算法則,當(dāng)鄰接矩陣A 符合下式時(shí),即可確定其可達(dá)矩陣M。

      式中:M 為可達(dá)矩陣;A 為鄰接矩陣;I 為單位矩陣。

      4)劃分層級(jí)關(guān)系。根據(jù)可達(dá)矩陣M,確定各因素的可達(dá)集P(Si)、先行集Q(Si)和交集C(Si)。其中,P(Si)為M 中第i 行值為1 的列因素的集合;Q(Si)為M 中第i 列值為1 的行因素的集合;C(Si)為P(Si)與Q(Si)的交集。當(dāng)C(Si)滿足P(Si)∩Q(Si)=P(Si)條件時(shí),即可確定第1 層級(jí)因素。在可達(dá)矩陣M 中劃去第1 層級(jí)因素相對(duì)應(yīng)的行和列,得到新的可達(dá)矩陣,重復(fù)上述步驟,可確定第2 層級(jí)因素。依次類推,可得到其他層級(jí)因素。

      5)構(gòu)建解釋結(jié)構(gòu)模型。依據(jù)以上計(jì)算及分析,構(gòu)建系統(tǒng)因素的多級(jí)遞接結(jié)構(gòu)模型。

      1.2 MICMAC 方法

      采用ISM 模型,劃分系統(tǒng)因素層級(jí),從宏觀上指明各因素的層級(jí)排位。通過(guò)MICMAC 方法,計(jì)算各因素的驅(qū)動(dòng)力與依賴度大小,并繪制象限圖,可以更直觀地明晰各因素在系統(tǒng)中的地位及作用。根據(jù)可達(dá)矩陣M,依次計(jì)算各因素的驅(qū)動(dòng)力值Di和依賴度值Rj,即:

      式中:Mij為可達(dá)矩陣M 中的元素;i 為元素所在行;j 為元素所在列;Di反映因素Si的解決可以推動(dòng)其他因素解決的程度;Rj反映因素Sj的解決依賴于其他因素解決的程度。

      2 煤礦工人違章行為影響因素識(shí)別

      2.1 違章事故統(tǒng)計(jì)

      選取近5 年來(lái)的134 起煤礦事故案例為樣本,對(duì)工人違章行為所造成的礦井瓦斯、頂板、水災(zāi)、火災(zāi)及煤塵等事故進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),煤礦工人違章事故統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

      表1 煤礦工人違章事故統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of violation accidents of coal miners

      分析結(jié)果表明:工人違章行為所導(dǎo)致的事故占事故總數(shù)的58.96%,是引發(fā)煤礦瓦斯、頂板、火災(zāi)等事故的主要原因。此外,對(duì)其中79 起工人違章事故案例進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),涉事煤礦在作業(yè)工人、環(huán)境條件、企業(yè)管理及組織氛圍等方面尚存在諸多不足之處。

      2.2 違章行為影響因素指標(biāo)體系

      以煤礦工人違章行為作為研究對(duì)象,在對(duì)79 起工人違章事故調(diào)查報(bào)告進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合文獻(xiàn)資料調(diào)研[4-7,11]及專家咨詢等方法,最后確定影響煤礦工人違章行為的主要因素,包括個(gè)人、環(huán)境、管理及組織4 個(gè)層面共16 個(gè)因素,影響因素指標(biāo)體系見(jiàn)表2。

      表2 違章行為影響因素指標(biāo)體系Table 2 Index system of influencing factors of violation behaviors

      3 影響因素ISM-MICMAC 分析

      3.1 影響因素ISM 模型構(gòu)建

      3.1.1 違章行為影響因素集合S 和建立鄰接矩陣

      煤礦工人違章行為影響因素集合S 共包含16個(gè)因素,違章行為影響因素指標(biāo)體系見(jiàn)表2。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研[4-7,11]和業(yè)內(nèi)訪談咨詢,確定煤礦工人違章行為影響因素之間有無(wú)直接影響關(guān)系,并依據(jù)式(1)建立鄰接矩陣A。

      3.1.2 計(jì)算可達(dá)矩陣

      可達(dá)矩陣用于說(shuō)明各因素之間是否存在相互作用關(guān)系。依據(jù)鄰接矩陣A,由式(2),利用Matlab 軟件即可求得可達(dá)矩陣M。

      3.1.3 劃分層級(jí)關(guān)系

      依據(jù)ISM 層級(jí)劃分方法,經(jīng)計(jì)算得到的違章行為影響因素分級(jí)表見(jiàn)表3。根據(jù)以上分析,得到的影響因素多級(jí)遞接結(jié)構(gòu)模型如圖1。

      圖1 影響因素多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)Fig.1 Multi-level hierarchical structure of influencing factors

      表3 影響因素分級(jí)表Table 3 Grading table of influencing factors

      3.1.4 影響因素ISM 模型

      可將違章行為影響因素劃分為4 級(jí)3 階的多級(jí)遞接結(jié)構(gòu),L1為表層直接因素,L2和L3為中層間接因素,L4為深層根本因素。

      1)表層直接因素。表層直接因素全部集中于個(gè)人因素,是最直觀、最易被發(fā)現(xiàn)的因素。安全知識(shí)技能缺乏、安全意識(shí)水平不高、安全行為習(xí)慣不佳、自?;ケR庾R(shí)不足將會(huì)直接影響煤礦工人的行為,導(dǎo)致違章事故的發(fā)生。

      2)中層間接因素。中層間接因素包括個(gè)人因素、環(huán)境因素及管理因素。該類因素通過(guò)作用于表層直接因素,推動(dòng)其發(fā)展及變化,繼而影響煤礦工人的行為;同時(shí)也被深層根本因素所影響。此類因素是承上啟下的一組因素,并且與表層及深層因素之間關(guān)系復(fù)雜,是防治煤礦工人違章行為的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

      3)深層根本因素。深層根本因素涉及管理因素和組織因素,是表層直接因素和中層間接因素的根本因素。這類因素只有通過(guò)直接或間接因素才可對(duì)煤礦工人的行為產(chǎn)生影響,是隱性的、不易感知的因素,因而常常被人們所忽視。該類因素是煤礦工人違章行為產(chǎn)生的源頭,若對(duì)其缺乏足夠的重視,很難從根源上預(yù)防和控制煤礦工人的違章行為。

      3.2 影響因素MICMAC 分析

      3.2.1 MICMAC 象限劃分

      根據(jù)可達(dá)矩陣M,由式(3)和式(4),計(jì)算得到的各影響因素的驅(qū)動(dòng)力值和依賴度值見(jiàn)表4。據(jù)此,以驅(qū)動(dòng)力和依賴度的平均值作為分界線,繪制的16個(gè)影響因素的象限分類圖如圖2。

      圖2 影響因素驅(qū)動(dòng)力-依賴度分類Fig.2 Classification of dependence-driving force of influencing factors

      表4 影響因素驅(qū)動(dòng)力值和依賴度值Table 4 Driving force values and dependence values of influencing factors

      3.2.2 MICMAC 結(jié)果分析

      通過(guò)MICMAC 分析,將16 個(gè)影響因素分為以下幾類:

      1)第1 象限的因素屬于自治簇。涵蓋的影響因素有:從業(yè)工齡S5、作業(yè)環(huán)境條件S6、設(shè)備設(shè)施條件S7、工作任務(wù)強(qiáng)度S8、安全教育培訓(xùn)S11、安全監(jiān)督檢查S12、違章處罰S13,均為ISM 模型的中層因素。此象限因素具有較低的依賴性和較低的驅(qū)動(dòng)力,對(duì)表層及深層因素起著承上啟下的作用,對(duì)煤礦工人違章行為有著至關(guān)重要的影響。另外,安全監(jiān)督檢查S12具有相對(duì)較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力,表明因素S12的解決可以較大程度地推動(dòng)更低層次因素的解決。

      2)第2 象限的因素屬于獨(dú)立簇。涉及的影響因素有:安全生產(chǎn)投入S9、安全管理制度S10、礦領(lǐng)導(dǎo)安全理念S14、管理者安全意識(shí)S15、企業(yè)安全氛圍S16,在ISM 模型中多為深層因素。該象限因素具有較高的驅(qū)動(dòng)力和較低的依賴性,是影響煤礦工人違章行為的關(guān)鍵因素。若加強(qiáng)對(duì)這些因素的管理,將對(duì)表層及中層因素的解決產(chǎn)生積極的作用,因此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)管控。

      3)第3 象限的因素屬于聯(lián)系簇。此類因素具有較高的依賴性和較高的驅(qū)動(dòng)力,其變化極易對(duì)其他因素產(chǎn)生作用及反作用。在該象限內(nèi)沒(méi)有因素分布,表明在煤礦工人違章行為的影響因素中,不存在驅(qū)動(dòng)力及依賴性都強(qiáng)的因素。

      4)第4 象限的因素屬于依賴簇。包括的影響因素有:安全知識(shí)技能S1、安全意識(shí)水平S2、安全行為習(xí)慣S3、自保互保意識(shí)S4,均為ISM 模型的表層因素。該象限因素具有較高的依賴性和較低的驅(qū)動(dòng)力,是影響煤礦工人違章行為的重要因素。如安全知識(shí)技能S1、安全意識(shí)水平S2、安全行為習(xí)慣S3、自?;ケR庾R(shí)S4均受安全教育培訓(xùn)的影響較大。

      4 對(duì)策與建議分析

      根據(jù)ISM 與MICMAC 分析可知,違章行為影響因素間有著復(fù)雜的相互作用關(guān)系,各個(gè)因素地位與作用也不盡相同?;诖?,提出針對(duì)性的預(yù)防措施。

      1)加大安全生產(chǎn)投入。礦領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)牢固樹立“以人為本,安全發(fā)展”的理念,加大安全生產(chǎn)投入。一方面,應(yīng)改善工作場(chǎng)所的環(huán)境條件及設(shè)備設(shè)施條件,降低工作任務(wù)強(qiáng)度,促使煤礦工人養(yǎng)成良好的安全行為習(xí)慣,減少違章行為的發(fā)生;另一方面,應(yīng)大力推進(jìn)智能化礦山建設(shè),使煤礦工人遠(yuǎn)離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),有效杜絕違章行為。

      2)強(qiáng)化安全教育培訓(xùn)。煤礦企業(yè)應(yīng)建立健全安全管理制度,加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)管理,確保培訓(xùn)時(shí)間充足、培訓(xùn)力度得當(dāng)、培訓(xùn)內(nèi)容具有針對(duì)性,嚴(yán)格培訓(xùn)考核制度,著力提升煤礦工人的個(gè)人安全能力,有效治理違章行為。

      3)加強(qiáng)安全監(jiān)督檢查。企業(yè)管理者應(yīng)提高安全意識(shí),重視作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)督檢查工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正違章行為,嚴(yán)格執(zhí)行違章處罰制度,助益于培養(yǎng)煤礦工人的安全意識(shí)及安全習(xí)慣,有效控制違章行為。

      5 結(jié) 語(yǔ)

      1)煤礦工人違章行為影響因素之間存在著多層遞接邏輯關(guān)系。安全知識(shí)技能S1、安全意識(shí)水平S2、安全行為習(xí)慣S3、自?;ケR庾R(shí)S4是引起違章行為的表層直接因素;從業(yè)工齡S5、作業(yè)環(huán)境條件S6、設(shè)備設(shè)施條件S7、工作任務(wù)強(qiáng)度S8等是引起違章行為的中層間接因素;安全管理制度S10、礦領(lǐng)導(dǎo)安全理念S14、管理者安全意識(shí)S15、企業(yè)安全氛圍S16是引起違章行為的深層根本因素。

      2)煤礦工人違章行為影響因素可分為自治簇、獨(dú)立簇和依賴簇。安全知識(shí)技能S1、安全意識(shí)水平S2、安全行為習(xí)慣S3、自保互保意識(shí)S4屬于依賴簇,具有較強(qiáng)的依賴性,需要依賴其他因素的解決而被解決。安全生產(chǎn)投入S9、安全管理制度S10、礦領(lǐng)導(dǎo)安全理念S14、管理者安全意識(shí)S15、企業(yè)安全氛圍S16屬于獨(dú)立簇,具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力,對(duì)其他因素的解決具有積極的推動(dòng)作用,應(yīng)對(duì)其重點(diǎn)管控。

      3)煤礦企業(yè)應(yīng)從安全生產(chǎn)投入、教育培訓(xùn)、監(jiān)督檢查等方面入手,加強(qiáng)對(duì)礦領(lǐng)導(dǎo)安全理念、管理制度、管理者安全意識(shí)等違章行為影響因素的治理,有效控制、預(yù)防和杜絕違章行為的發(fā)生。

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