基于結(jié)構(gòu)方程的煤礦掘進(jìn)工作面安全因素研究

王 旭

(北方工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京市石景山區(qū)，100144)

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基于結(jié)構(gòu)方程的煤礦掘進(jìn)工作面安全因素研究

王 旭

(北方工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京市石景山區(qū)，100144)

為了分析煤礦掘進(jìn)工作面的安全因素，提出研究關(guān)系假設(shè)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程構(gòu)建煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系模型，并基于問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行擬合。擬合結(jié)果表明：人員、機(jī)器和環(huán)境對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)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(shí)、機(jī)器因素中的設(shè)備可操作性和環(huán)境因素中井下平均涌水量。

掘進(jìn)工作面 安全因素 安全質(zhì)量 結(jié)構(gòu)方程

煤礦安全問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展的瓶頸。切實(shí)做好煤礦生產(chǎn)安全管理工作，預(yù)防和控制煤礦事故的發(fā)生，對(duì)于保障煤炭企業(yè)職工的人身安全，保障煤炭工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展具有十分重大的意義。

本文以煤礦掘進(jìn)工作面為研究對(duì)象，依據(jù)研究目的，提出了研究模型和假設(shè)，采用問(wèn)卷調(diào)查，運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程構(gòu)建煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系模型，確定對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面安全產(chǎn)生影響的突出因素，并針對(duì)這些因素，制定相應(yīng)的措施，為煤礦管理者和相關(guān)人員制定安全決策提供依據(jù)。

1 關(guān)系假設(shè)與模型構(gòu)建

1.1 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系假設(shè)

為了明確煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量的關(guān)系，本文主要完成了兩方面工作：一是認(rèn)真梳理有關(guān)煤礦掘進(jìn)工作面安全方面的文獻(xiàn)資料，認(rèn)真吸收和利用；二是邀請(qǐng)專(zhuān)家和學(xué)者，通過(guò)組織小型座談會(huì)的方式研討煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量的關(guān)系。

借鑒已有的研究成果和專(zhuān)家指導(dǎo)，認(rèn)為煤礦掘進(jìn)工作面安全因素主要體現(xiàn)在人員、機(jī)器和環(huán)境3個(gè)維度。因此，針對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系，本文提出并將驗(yàn)證以下假設(shè)：

H1：人員對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量存在影響。人員對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量具有重要的影響，尤其在目前煤礦掘進(jìn)機(jī)械化條件還不成熟，在掘進(jìn)過(guò)程中人員還是起絕對(duì)主導(dǎo)作用的情況下。一般認(rèn)為，與煤礦掘進(jìn)工作面安全有關(guān)的人員因素要素都屬于這一范疇，包括安全意識(shí)、身體狀況、安全教育狀況和心理狀態(tài)。

H2：機(jī)器對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量存在影響。機(jī)器是進(jìn)行煤礦掘進(jìn)工作重要的設(shè)備保障，在掘進(jìn)過(guò)程中機(jī)器因素包括設(shè)備運(yùn)行效率、設(shè)備可操作性、設(shè)備自動(dòng)化水平與設(shè)備故障率等。

H3：環(huán)境對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量存在影響。煤礦掘進(jìn)工作面環(huán)境多變，面臨瓦斯、水、頂板、煤塵、火和地?zé)岬茸匀粸?zāi)害的威脅。綜合來(lái)看，這些環(huán)境因素包括瓦斯涌出量、井下平均涌水量、開(kāi)采深度、地質(zhì)構(gòu)造。

1.2 研究模型

基于煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系的研究假設(shè)，構(gòu)建了煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系模型，如圖1所示。

圖1 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量關(guān)系模型

2 研究方法

2.1 量表設(shè)計(jì)

在以往的文獻(xiàn)中，基本上很難找到煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量之間關(guān)系以及能夠直接引用的量表。本文通過(guò)研究相關(guān)資料，結(jié)合調(diào)研結(jié)果，以煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量的探測(cè)性研究為出發(fā)點(diǎn)，從人員、機(jī)器和環(huán)境3個(gè)維度，進(jìn)行量表開(kāi)發(fā)，如表1所示。

表1 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素

2.2 研究方法

結(jié)構(gòu)方程是研究觀(guān)測(cè)變量和潛變量間因果關(guān)系的一種方法。結(jié)構(gòu)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(gè)矩陣方程反映結(jié)構(gòu)方程潛變量之間以及觀(guān)測(cè)變量與潛變量之間關(guān)系：

測(cè)量模型方程：

結(jié)構(gòu)模型方程：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

式中：X——外生觀(guān)測(cè)變量；

Y——內(nèi)生觀(guān)測(cè)變量；

ξ——外生潛變量；

η——內(nèi)生潛變量；

δ、ε——觀(guān)測(cè)變量的測(cè)量誤差；

ζ——隨機(jī)干擾項(xiàng)；

B——內(nèi)生潛變量系數(shù)陣；

?！馍鷿撟兞肯禂?shù)陣。

結(jié)構(gòu)方程通常需要建立具有理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)支持的初始模型。

3 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析

3.1 問(wèn)卷調(diào)查

本文將表1中的指標(biāo)進(jìn)行處理，作為調(diào)查問(wèn)卷的題項(xiàng)。調(diào)查問(wèn)卷采用李克特態(tài)度量表，將煤礦掘進(jìn)工作面安全因素對(duì)于安全質(zhì)量的影響按照程度劃分5個(gè)級(jí)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(méi)有影響為1。

問(wèn)卷制作完成并經(jīng)過(guò)測(cè)試后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和電子郵件發(fā)放問(wèn)卷200份，回收問(wèn)卷185份，有效問(wèn)卷161份，問(wèn)卷的回收率和有效率分別達(dá)到了92.5%和80.5%，能夠滿(mǎn)足煤礦掘進(jìn)工作面安全因素研究所需要的樣本數(shù)據(jù)量。

問(wèn)卷調(diào)研群體基本覆蓋了從事煤礦掘進(jìn)工作的參加者和管理者，包括綜掘隊(duì)、開(kāi)拓隊(duì)、掘進(jìn)準(zhǔn)備隊(duì)、生產(chǎn)技術(shù)部、安監(jiān)部等。該群體了解煤礦掘進(jìn)工作的基本流程和安全情況，對(duì)于掘進(jìn)進(jìn)程中的安全狀況能夠作出合理判斷。有效問(wèn)卷中安全技術(shù)人員有33人，占有效問(wèn)卷調(diào)研總體人數(shù)的20%；掘進(jìn)工作管理人員有15人，占有效調(diào)研問(wèn)卷總體人數(shù)的9%；掘進(jìn)工人有86人，占有效調(diào)研問(wèn)卷研總體人數(shù)的53%；安監(jiān)人員有27人，占有效調(diào)研問(wèn)卷總體人數(shù)的17%。

3.2 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型的構(gòu)建

研究假設(shè)確定之后，首先研究煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量之間存在的路徑關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建初始概念模型，如圖2所示。

圖2 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析初始概念模型

3.3 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型擬合修正

整理調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)之后，利用AMOS17軟件將其輸入煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析初始概念模型，對(duì)模型進(jìn)行擬合，如圖3所示。

對(duì)于數(shù)據(jù)擬合模型的結(jié)果，要進(jìn)行檢驗(yàn)以確定擬合的效果。檢驗(yàn)方法分為主觀(guān)性檢驗(yàn)和客觀(guān)性檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)分析，模型的研究假設(shè)是成立的，擬合的路徑系數(shù)保持在合理的范圍之內(nèi)，符號(hào)正確。因此可以認(rèn)為主觀(guān)性檢驗(yàn)通過(guò)。

客觀(guān)性檢驗(yàn)是模型模擬結(jié)果的一部分，檢驗(yàn)指標(biāo)和實(shí)際值如表2所示。

表2 模型擬合的客觀(guān)性檢驗(yàn)指標(biāo)

從表2可以看出，模型擬合客觀(guān)性檢驗(yàn)指標(biāo)都沒(méi)有達(dá)到模型的接受標(biāo)準(zhǔn)，因此需要對(duì)模型進(jìn)行修正。修正模型是按照AMOS17提出的建議使e1-e5、e4-e8、e2-e8產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性，并重新對(duì)模型進(jìn)行擬合，如圖4所示。

圖3 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型擬合

圖4 煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型修正

煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型修正后的客觀(guān)性檢驗(yàn)指標(biāo)如表3所示。

表3 模型修正后的客觀(guān)性檢驗(yàn)指標(biāo)

從表3可以看出，模型擬合客觀(guān)性檢驗(yàn)指標(biāo)全部達(dá)到模型的接受標(biāo)準(zhǔn)，因此客觀(guān)性檢驗(yàn)通過(guò)。綜合以上分析結(jié)果可以看出，問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全因素分析模型的擬合效果良好，在實(shí)踐中具有一定的可證性，研究結(jié)果有效。

3.4 結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，煤礦掘進(jìn)工作面人員、機(jī)器和環(huán)境安全因素對(duì)于安全質(zhì)量存在影響。

人員對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響系數(shù)為0.678，表示人員出現(xiàn)問(wèn)題的概率每增加1%，對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響就會(huì)增加0.678%。說(shuō)明人員對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量能夠產(chǎn)生較大的影響，假設(shè)H1得到了驗(yàn)證。人員因素中的指標(biāo)按照影響程度依次為安全意識(shí)(0.51)、安全教育狀況(0.45)、心理狀態(tài)(0.28)和身體狀況(0.20)。

機(jī)器對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響系數(shù)為0.522，表示機(jī)器發(fā)生問(wèn)題的概率每增加1%，對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響就會(huì)增加0.522%。說(shuō)明機(jī)器對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量能夠產(chǎn)生影響，假設(shè)H2得到了驗(yàn)證。機(jī)器因素中的指標(biāo)按照影響程度依次為設(shè)備可操作性(0.68)、設(shè)備自動(dòng)化水平(0.48)、設(shè)備運(yùn)行效率(0.18)和設(shè)備故障率(0.16)。

環(huán)境對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響系數(shù)為0.161，表示環(huán)境發(fā)生問(wèn)題的概率每增加1%，對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量的影響就會(huì)增加0.161%。說(shuō)明環(huán)境對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量能夠產(chǎn)生影響，假設(shè)H3得到了驗(yàn)證。環(huán)境因素中的指標(biāo)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(kāi)采深度(0.36)和地質(zhì)構(gòu)造(0.29)。

4 結(jié)論

通過(guò)提出假設(shè)，構(gòu)建煤礦掘進(jìn)工作面安全因素與安全質(zhì)量結(jié)構(gòu)方程模型，進(jìn)行擬合性分析認(rèn)為，人員、機(jī)器和環(huán)境對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量存在影響。其中對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面安全質(zhì)量產(chǎn)生突出影響的指標(biāo)是人員安全意識(shí)、設(shè)備可操作性和井下平均涌水量。針對(duì)這些安全因素首先要提高安全意識(shí)，不斷加強(qiáng)職工安全文化教育，建立多種醫(yī)療機(jī)制保障員工的心理和生理處于良好狀態(tài)，提高設(shè)備可操作性和自動(dòng)化水平，保證運(yùn)行效率，減少故障率，注意井下涌水量和瓦斯監(jiān)測(cè)，認(rèn)真執(zhí)行防控措施，控制開(kāi)采深度，研究掘進(jìn)工作面的地質(zhì)構(gòu)造。

[1] 林嵩.結(jié)構(gòu)方程模型原理及AMOS應(yīng)用[M].武漢：華中師范大學(xué)出版社，2008

[2] 姚有利，于海春.基于結(jié)構(gòu)方程模型的煤礦安全氛圍對(duì)安全行為影響分析[J].中國(guó)煤炭，2014(12)

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[4] 陰東玲，陳兆波等.煤礦作業(yè)人員不安全行為的影響因素分析[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2015(12)

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

(責(zé)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(jié)構(gòu)方程的煤礦掘進(jìn)工作面安全因素研究[J].中國(guó)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?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)管理。