基于ISM-MICMAC 的煤礦工人違章行為影響因素研究

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。