基于结构方程的煤矿掘进工作面安全因素研究

王 旭

(北方工业大学经济管理学院，北京市石景山区，100144)



基于结构方程的煤矿掘进工作面安全因素研究

王 旭

(北方工业大学经济管理学院，北京市石景山区，100144)

为了分析煤矿掘进工作面的安全因素，提出研究关系假设，运用结构方程构建煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系模型，并基于问卷调查数据对模型进行拟合。拟合结果表明：人员、机器和环境对于煤矿掘进工作面安全质量存在影响，而影响最为突出的安全因素是人员因素中的人员安全意识、机器因素中的设备可操作性和环境因素中井下平均涌水量。

掘进工作面 安全因素 安全质量 结构方程

煤矿安全问题已经成为制约我国煤炭工业发展的瓶颈。切实做好煤矿生产安全管理工作，预防和控制煤矿事故的发生，对于保障煤炭企业职工的人身安全，保障煤炭工业持续稳定健康发展具有十分重大的意义。

本文以煤矿掘进工作面为研究对象，依据研究目的，提出了研究模型和假设，采用问卷调查，运用结构方程构建煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系模型，确定对煤矿掘进工作面安全产生影响的突出因素，并针对这些因素，制定相应的措施，为煤矿管理者和相关人员制定安全决策提供依据。

1 关系假设与模型构建

1.1 煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系假设

为了明确煤矿掘进工作面安全因素与安全质量的关系，本文主要完成了两方面工作：一是认真梳理有关煤矿掘进工作面安全方面的文献资料，认真吸收和利用；二是邀请专家和学者，通过组织小型座谈会的方式研讨煤矿掘进工作面安全因素与安全质量的关系。

借鉴已有的研究成果和专家指导，认为煤矿掘进工作面安全因素主要体现在人员、机器和环境3个维度。因此，针对煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系，本文提出并将验证以下假设：

H1：人员对于煤矿掘进工作面安全质量存在影响。人员对于煤矿掘进工作面安全质量具有重要的影响，尤其在目前煤矿掘进机械化条件还不成熟，在掘进过程中人员还是起绝对主导作用的情况下。一般认为，与煤矿掘进工作面安全有关的人员因素要素都属于这一范畴，包括安全意识、身体状况、安全教育状况和心理状态。

H2：机器对于煤矿掘进工作面安全质量存在影响。机器是进行煤矿掘进工作重要的设备保障，在掘进过程中机器因素包括设备运行效率、设备可操作性、设备自动化水平与设备故障率等。

H3：环境对于煤矿掘进工作面安全质量存在影响。煤矿掘进工作面环境多变，面临瓦斯、水、顶板、煤尘、火和地热等自然灾害的威胁。综合来看，这些环境因素包括瓦斯涌出量、井下平均涌水量、开采深度、地质构造。

1.2 研究模型

基于煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系的研究假设，构建了煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系模型，如图1所示。

图1 煤矿掘进工作面安全因素与安全质量关系模型

2 研究方法

2.1 量表设计

在以往的文献中，基本上很难找到煤矿掘进工作面安全因素与安全质量之间关系以及能够直接引用的量表。本文通过研究相关资料，结合调研结果，以煤矿掘进工作面安全因素与安全质量的探测性研究为出发点，从人员、机器和环境3个维度，进行量表开发，如表1所示。

表1 煤矿掘进工作面安全因素

2.2 研究方法

结构方程是研究观测变量和潜变量间因果关系的一种方法。结构方程变量间的作用可以是直接作用，也可以是间接作用。有3个矩阵方程反映结构方程潜变量之间以及观测变量与潜变量之间关系：

测量模型方程：

结构模型方程：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

式中：X——外生观测变量；

Y——内生观测变量；

ξ——外生潜变量；

η——内生潜变量；

δ、ε——观测变量的测量误差；

ζ——随机干扰项；

B——内生潜变量系数阵；

Γ——外生潜变量系数阵。

结构方程通常需要建立具有理论基础和经验支持的初始模型。

3 煤矿掘进工作面安全因素分析

3.1 问卷调查

本文将表1中的指标进行处理，作为调查问卷的题项。调查问卷采用李克特态度量表，将煤矿掘进工作面安全因素对于安全质量的影响按照程度划分5个级别，并分别赋值：重要影响为5、较大影响为4、一般影响为3、影响不大为2、没有影响为1。

问卷制作完成并经过测试后，通过现场和电子邮件发放问卷200份，回收问卷185份，有效问卷161份，问卷的回收率和有效率分别达到了92.5%和80.5%，能够满足煤矿掘进工作面安全因素研究所需要的样本数据量。

问卷调研群体基本覆盖了从事煤矿掘进工作的参加者和管理者，包括综掘队、开拓队、掘进准备队、生产技术部、安监部等。该群体了解煤矿掘进工作的基本流程和安全情况，对于掘进进程中的安全状况能够作出合理判断。有效问卷中安全技术人员有33人，占有效问卷调研总体人数的20%；掘进工作管理人员有15人，占有效调研问卷总体人数的9%；掘进工人有86人，占有效调研问卷研总体人数的53%；安监人员有27人，占有效调研问卷总体人数的17%。

3.2 煤矿掘进工作面安全因素分析模型的构建

研究假设确定之后，首先研究煤矿掘进工作面安全因素与安全质量之间存在的路径关系，在此基础上，构建初始概念模型，如图2所示。

图2 煤矿掘进工作面安全因素分析初始概念模型

3.3 煤矿掘进工作面安全因素分析模型拟合修正

整理调查问卷数据之后，利用AMOS17软件将其输入煤矿掘进工作面安全因素分析初始概念模型，对模型进行拟合，如图3所示。

对于数据拟合模型的结果，要进行检验以确定拟合的效果。检验方法分为主观性检验和客观性检验。经过分析，模型的研究假设是成立的，拟合的路径系数保持在合理的范围之内，符号正确。因此可以认为主观性检验通过。

客观性检验是模型模拟结果的一部分，检验指标和实际值如表2所示。

表2 模型拟合的客观性检验指标

从表2可以看出，模型拟合客观性检验指标都没有达到模型的接受标准，因此需要对模型进行修正。修正模型是按照AMOS17提出的建议使e1-e5、e4-e8、e2-e8产生关联性，并重新对模型进行拟合，如图4所示。

图3 煤矿掘进工作面安全因素分析模型拟合

图4 煤矿掘进工作面安全因素分析模型修正

煤矿掘进工作面安全因素分析模型修正后的客观性检验指标如表3所示。

表3 模型修正后的客观性检验指标

从表3可以看出，模型拟合客观性检验指标全部达到模型的接受标准，因此客观性检验通过。综合以上分析结果可以看出，问卷调查数据对于煤矿掘进工作面安全因素分析模型的拟合效果良好，在实践中具有一定的可证性，研究结果有效。

3.4 结果分析

经过分析认为，煤矿掘进工作面人员、机器和环境安全因素对于安全质量存在影响。

人员对煤矿掘进工作面安全质量的影响系数为0.678，表示人员出现问题的概率每增加1%，对于煤矿掘进工作面安全质量的影响就会增加0.678%。说明人员对于煤矿掘进工作面安全质量能够产生较大的影响，假设H1得到了验证。人员因素中的指标按照影响程度依次为安全意识(0.51)、安全教育状况(0.45)、心理状态(0.28)和身体状况(0.20)。

机器对煤矿掘进工作面安全质量的影响系数为0.522，表示机器发生问题的概率每增加1%，对于煤矿掘进工作面安全质量的影响就会增加0.522%。说明机器对于煤矿掘进工作面安全质量能够产生影响，假设H2得到了验证。机器因素中的指标按照影响程度依次为设备可操作性(0.68)、设备自动化水平(0.48)、设备运行效率(0.18)和设备故障率(0.16)。

环境对煤矿掘进工作面安全质量的影响系数为0.161，表示环境发生问题的概率每增加1%，对于煤矿掘进工作面安全质量的影响就会增加0.161%。说明环境对于煤矿掘进工作面安全质量能够产生影响，假设H3得到了验证。环境因素中的指标按照影响程度依次为井下平均涌水量(0.60)、瓦斯涌出量(0.41)、开采深度(0.36)和地质构造(0.29)。

4 结论

通过提出假设，构建煤矿掘进工作面安全因素与安全质量结构方程模型，进行拟合性分析认为，人员、机器和环境对于煤矿掘进工作面安全质量存在影响。其中对于煤矿掘进工作面安全质量产生突出影响的指标是人员安全意识、设备可操作性和井下平均涌水量。针对这些安全因素首先要提高安全意识，不断加强职工安全文化教育，建立多种医疗机制保障员工的心理和生理处于良好状态，提高设备可操作性和自动化水平，保证运行效率，减少故障率，注意井下涌水量和瓦斯监测，认真执行防控措施，控制开采深度，研究掘进工作面的地质构造。

[1] 林嵩.结构方程模型原理及AMOS应用[M].武汉：华中师范大学出版社，2008

[2] 姚有利，于海春.基于结构方程模型的煤矿安全氛围对安全行为影响分析[J].中国煤炭，2014(12)

[3] 曹庆仁，李凯.各种煤矿安全管理行为及其相互影响作用研究[J].安全与环境学报，2015(1)

[4] 阴东玲，陈兆波等.煤矿作业人员不安全行为的影响因素分析[J].中国安全科学学报，2015(12)

[5] 张畅，王召同等.煤矿安全生产事故析因分析研究[J].煤炭技术，2016(6)

(责任编辑 张艳华)

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. 基于结构方程的煤矿掘进工作面安全因素研究[J].中国煤炭，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，辽宁抚顺人，博士，研究方向为风险管理。