基于結構方程的煤礦掘進工作面安全因素研究

王 旭

(北方工業大學經濟管理學院，北京市石景山區，100144)

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基于結構方程的煤礦掘進工作面安全因素研究

王 旭

(北方工業大學經濟管理學院，北京市石景山區，100144)

為了分析煤礦掘進工作面的安全因素，提出研究關系假設，運用結構方程構建煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系模型，并基于問卷調查數據對模型進行擬合。擬合結果表明：人員、機器和環境對于煤礦掘進工作面安全質量存在影響，而影響最為突出的安全因素是人員因素中的人員安全意識、機器因素中的設備可操作性和環境因素中井下平均涌水量。

掘進工作面 安全因素 安全質量 結構方程

煤礦安全問題已經成為制約我國煤炭工業發展的瓶頸。切實做好煤礦生產安全管理工作，預防和控制煤礦事故的發生，對于保障煤炭企業職工的人身安全，保障煤炭工業持續穩定健康發展具有十分重大的意義。

本文以煤礦掘進工作面為研究對象，依據研究目的，提出了研究模型和假設，采用問卷調查，運用結構方程構建煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系模型，確定對煤礦掘進工作面安全產生影響的突出因素，并針對這些因素，制定相應的措施，為煤礦管理者和相關人員制定安全決策提供依據。

1 關系假設與模型構建

1.1 煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系假設

為了明確煤礦掘進工作面安全因素與安全質量的關系，本文主要完成了兩方面工作：一是認真梳理有關煤礦掘進工作面安全方面的文獻資料，認真吸收和利用；二是邀請專家和學者，通過組織小型座談會的方式研討煤礦掘進工作面安全因素與安全質量的關系。

借鑒已有的研究成果和專家指導，認為煤礦掘進工作面安全因素主要體現在人員、機器和環境3個維度。因此，針對煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系，本文提出并將驗證以下假設：

H1：人員對于煤礦掘進工作面安全質量存在影響。人員對于煤礦掘進工作面安全質量具有重要的影響，尤其在目前煤礦掘進機械化條件還不成熟，在掘進過程中人員還是起絕對主導作用的情況下。一般認為，與煤礦掘進工作面安全有關的人員因素要素都屬于這一范疇，包括安全意識、身體狀況、安全教育狀況和心理狀態。

H2：機器對于煤礦掘進工作面安全質量存在影響。機器是進行煤礦掘進工作重要的設備保障，在掘進過程中機器因素包括設備運行效率、設備可操作性、設備自動化水平與設備故障率等。

H3：環境對于煤礦掘進工作面安全質量存在影響。煤礦掘進工作面環境多變，面臨瓦斯、水、頂板、煤塵、火和地熱等自然災害的威脅。綜合來看，這些環境因素包括瓦斯涌出量、井下平均涌水量、開采深度、地質構造。

1.2 研究模型

基于煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系的研究假設，構建了煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系模型，如圖1所示。

圖1 煤礦掘進工作面安全因素與安全質量關系模型

2 研究方法

2.1 量表設計

在以往的文獻中，基本上很難找到煤礦掘進工作面安全因素與安全質量之間關系以及能夠直接引用的量表。本文通過研究相關資料，結合調研結果，以煤礦掘進工作面安全因素與安全質量的探測性研究為出發點，從人員、機器和環境3個維度，進行量表開發，如表1所示。

表1 煤礦掘進工作面安全因素

2.2 研究方法

結構方程是研究觀測變量和潛變量間因果關系的一種方法。結構方程變量間的作用可以是直接作用，也可以是間接作用。有3個矩陣方程反映結構方程潛變量之間以及觀測變量與潛變量之間關系：

測量模型方程：

結構模型方程：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

式中：X——外生觀測變量；

Y——內生觀測變量；

ξ——外生潛變量；

η——內生潛變量；

δ、ε——觀測變量的測量誤差；

ζ——隨機干擾項；

B——內生潛變量系數陣；

Γ——外生潛變量系數陣。

結構方程通常需要建立具有理論基礎和經驗支持的初始模型。

3 煤礦掘進工作面安全因素分析

3.1 問卷調查

本文將表1中的指標進行處理，作為調查問卷的題項。調查問卷采用李克特態度量表，將煤礦掘進工作面安全因素對于安全質量的影響按照程度劃分5個級別，并分別賦值：重要影響為5、較大影響為4、一般影響為3、影響不大為2、沒有影響為1。

問卷制作完成并經過測試后，通過現場和電子郵件發放問卷200份，回收問卷185份，有效問卷161份，問卷的回收率和有效率分別達到了92.5%和80.5%，能夠滿足煤礦掘進工作面安全因素研究所需要的樣本數據量。

問卷調研群體基本覆蓋了從事煤礦掘進工作的參加者和管理者，包括綜掘隊、開拓隊、掘進準備隊、生產技術部、安監部等。該群體了解煤礦掘進工作的基本流程和安全情況，對于掘進進程中的安全狀況能夠作出合理判斷。有效問卷中安全技術人員有33人，占有效問卷調研總體人數的20%；掘進工作管理人員有15人，占有效調研問卷總體人數的9%；掘進工人有86人，占有效調研問卷研總體人數的53%；安監人員有27人，占有效調研問卷總體人數的17%。

3.2 煤礦掘進工作面安全因素分析模型的構建

研究假設確定之后，首先研究煤礦掘進工作面安全因素與安全質量之間存在的路徑關系，在此基礎上，構建初始概念模型，如圖2所示。

圖2 煤礦掘進工作面安全因素分析初始概念模型

3.3 煤礦掘進工作面安全因素分析模型擬合修正

整理調查問卷數據之后，利用AMOS17軟件將其輸入煤礦掘進工作面安全因素分析初始概念模型，對模型進行擬合，如圖3所示。

對于數據擬合模型的結果，要進行檢驗以確定擬合的效果。檢驗方法分為主觀性檢驗和客觀性檢驗。經過分析，模型的研究假設是成立的，擬合的路徑系數保持在合理的范圍之內，符號正確。因此可以認為主觀性檢驗通過。

客觀性檢驗是模型模擬結果的一部分，檢驗指標和實際值如表2所示。

表2 模型擬合的客觀性檢驗指標

從表2可以看出，模型擬合客觀性檢驗指標都沒有達到模型的接受標準，因此需要對模型進行修正。修正模型是按照AMOS17提出的建議使e1-e5、e4-e8、e2-e8產生關聯性，并重新對模型進行擬合，如圖4所示。

圖3 煤礦掘進工作面安全因素分析模型擬合

圖4 煤礦掘進工作面安全因素分析模型修正

煤礦掘進工作面安全因素分析模型修正后的客觀性檢驗指標如表3所示。

表3 模型修正后的客觀性檢驗指標

從表3可以看出，模型擬合客觀性檢驗指標全部達到模型的接受標準，因此客觀性檢驗通過。綜合以上分析結果可以看出，問卷調查數據對于煤礦掘進工作面安全因素分析模型的擬合效果良好，在實踐中具有一定的可證性，研究結果有效。

3.4 結果分析

經過分析認為，煤礦掘進工作面人員、機器和環境安全因素對于安全質量存在影響。

人員對煤礦掘進工作面安全質量的影響系數為0.678，表示人員出現問題的概率每增加1%，對于煤礦掘進工作面安全質量的影響就會增加0.678%。說明人員對于煤礦掘進工作面安全質量能夠產生較大的影響，假設H1得到了驗證。人員因素中的指標按照影響程度依次為安全意識(0.51)、安全教育狀況(0.45)、心理狀態(0.28)和身體狀況(0.20)。

機器對煤礦掘進工作面安全質量的影響系數為0.522，表示機器發生問題的概率每增加1%，對于煤礦掘進工作面安全質量的影響就會增加0.522%。說明機器對于煤礦掘進工作面安全質量能夠產生影響，假設H2得到了驗證。機器因素中的指標按照影響程度依次為設備可操作性(0.68)、設備自動化水平(0.48)、設備運行效率(0.18)和設備故障率(0.16)。

環境對煤礦掘進工作面安全質量的影響系數為0.161，表示環境發生問題的概率每增加1%，對于煤礦掘進工作面安全質量的影響就會增加0.161%。說明環境對于煤礦掘進工作面安全質量能夠產生影響，假設H3得到了驗證。環境因素中的指標按照影響程度依次為井下平均涌水量(0.60)、瓦斯涌出量(0.41)、開采深度(0.36)和地質構造(0.29)。

4 結論

通過提出假設，構建煤礦掘進工作面安全因素與安全質量結構方程模型，進行擬合性分析認為，人員、機器和環境對于煤礦掘進工作面安全質量存在影響。其中對于煤礦掘進工作面安全質量產生突出影響的指標是人員安全意識、設備可操作性和井下平均涌水量。針對這些安全因素首先要提高安全意識，不斷加強職工安全文化教育，建立多種醫療機制保障員工的心理和生理處于良好狀態，提高設備可操作性和自動化水平，保證運行效率，減少故障率，注意井下涌水量和瓦斯監測，認真執行防控措施，控制開采深度，研究掘進工作面的地質構造。

[1] 林嵩.結構方程模型原理及AMOS應用[M].武漢：華中師范大學出版社，2008

[2] 姚有利，于海春.基于結構方程模型的煤礦安全氛圍對安全行為影響分析[J].中國煤炭，2014(12)

[3] 曹慶仁，李凱.各種煤礦安全管理行為及其相互影響作用研究[J].安全與環境學報，2015(1)

[4] 陰東玲，陳兆波等.煤礦作業人員不安全行為的影響因素分析[J].中國安全科學學報，2015(12)

[5] 張暢，王召同等.煤礦安全生產事故析因分析研究[J].煤炭技術，2016(6)

(責任編輯 張艷華)

Study on safety factor of driving work face of coal mines based on structural equation

Wang Xu

(School of Economics and Management, North China University of Technology, Shijingshan, Beijing 100043, China)

In order to analyze the safety factors of driving work face of coal mines, the research assumptions were put forward and used to establish the relationship model about the safety factors and safety quality of driving faces of coal mines using the structural equation. The model was used to fit the questionnaire survey data. The fitting results showed that individuals, machine and environment affected the safety quality of driving faces of coal mines. The most prominent factors were personnel safety consciousness, machine equipment operability and underground water inflow amount on average.

driving work face, safety factor, safety quality, structure equation

王旭. 基于結構方程的煤礦掘進工作面安全因素研究[J].中國煤炭，2017,43(6)：123-127. Wang Xu. Study on safety factor of driving work face of coal mines based on structural equation [J]. China Coal, 2017，43(6):123-127.

TD79

A

王旭(1979-)，男，遼寧撫順人，博士，研究方向為風險管理。