绿色矿山建设评价指标与方法研究

闫志刚 刘玉朋 王雪丽

（1.石家庄铁路职业技术学院，河北省石家庄市，050041；2.煤炭科学研究总院，北京市朝阳区，100013）

绿色矿山建设评价指标与方法研究

闫志刚1刘玉朋2王雪丽1

（1.石家庄铁路职业技术学院，河北省石家庄市，050041；2.煤炭科学研究总院，北京市朝阳区，100013）

基于生命周期评价理论，对矿山建设中的污染源进行辨识，构建了符合我国国情的绿色矿山评价标准体系，并参考绿色建筑的相关评价方法，利用层次分析法和模糊评价法，探讨绿色矿山的评价方法，并在实践中加以应用，对于推动我国绿色矿山的建设具有一定的积极作用。

绿色矿山 评价标准 评价方法 层次分析法 模糊评价

节能减排作为我国“十二五”期间的一项重要工作，是我国落实可持续发展战略、建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措。作为我国国民经济的支柱产业之一，采矿业的节能减排对于我国节能减排工作具有重大意义。绿色矿山是采矿业实施节能减排和可持续发展战略的重要环节。绿色矿山作为一种新型的矿山发展模式，是可持续发展战略在矿山建设中的应用，它将整体预防的环境战略应用于矿山建设与生产的全过程，同时注重经济效益与环境效益。

本文基于过程管理的思想，运用生命周期评价理论，对矿山建设与生产活动中的污染源和耗能源进行辨识，对绿色矿山评价标准进行了探讨；利用层次分析法和模糊评价法，构建了绿色矿山评价方法，并在实践中进行了应用与检验。

1 绿色矿山评价标准体系

生命周期评价（Life Cycle Assessment）是一种对产品、生产工艺以及活动对环境的压力进行评价的客观过程，通过对能量和物质利用以及由此造成的环境废物排放进行辨识和量化来进行。生命周期评价的流程包括目标和范围界定、清单分析、影响评价和改善评价。矿山建设项目的生命周期内对环境的影响主要由以下几方面构成。

（1）固体废弃物。固体废弃物来源于矿山的开发过程（矿体开掘、巷道开挖等），主要有采矿废石、尾矿、冶炼废渣等。

（2）废气。废气来源主要有两种：一是产生于矿石开采、岩石爆破、井巷通风、矿石粉碎等环节；二是使用化石资源（煤炭、天然气、石油等）进行生产、运输所产生的废气。

（3）废液。采矿、选矿、矿石深加工等都会产生大量的污水与废水，含有重金属、油污、有机物质等污染物。

（4）噪声。主要来源于生产过程中动力装置、机械设备、运输工具等。

（5）地质灾害。矿业生产会影响矿山地区的地形地貌，对生态环境造成很大影响。同时，井下采空易导致地震、地面塌陷的发生，矿山开发所产生的大量矿石与固体废弃物也容易诱发泥石流、滑坡、土地盐碱化等灾害。

通过对矿山建设活动污染源进行辨识，参考国内外相关资料和咨询专家，本文建立了绿色矿山评价指标体系，见表1。

表1 绿色矿山评价指标体系

2 绿色矿山评价方法

绿色矿山评价涉及到众多指标，这些指标中，有些可以用数量确切表达，有些难以用数量确切表达，只能定性表达。因此可将层次分析法（AHP）和模糊综合评价法相结合，将定量指标与定性指标一起进行多级模糊综合评价。

层次分析法是一种将定性问题转化为定量分析的方法，其基本思路是：首先建立层次分析结构模型，然后通过在各级指标中进行两两比较，构造出比较判断矩阵。最终把定性分析和综合评价归结为下层指标相对于上层指标的相对重要性权重值的确定问题，用数学方法表达即为求特征值和特征向量的问题。

2.1 绿色矿山评价等级集合

评价等级的集合是对绿色矿山评价指标体系中各级指标的定性描述。本文将绿色矿山评价的等级分为5级，对应的评价等级集合V＝｛vl，v2，v3，v4，v5｝＝｛优秀，良好，合格，较差，很差｝。

2.2 评价指标的权重

根据评价指标体系中各指标在评价模型中的重要程度确定不同的权数Ai，得到指标权重集A＝（a1，a2，a3，a4，a5）。采用AHP法确定评价指标的权重。

（1）构造判断矩阵。根据下层指标对上层指标的重要性确定下层指标的权重。即以上层指标为准则，由专家和技术人员判断下层指标i与j哪一个更重要，并对重要程度进行赋值，从而得到判断矩阵。同层次具有n个指标，两两比较判断矩阵为C＝（Cij）n×n，Cij表示因素i与j相比，对于上层指标的重要程度值。在AHP法中，为了构造判断矩阵，通常根据一定的比率标度将判断定量化。本文采用较为常用的1～9标度方法。

（2）计算指标权重。权重计算问题即为计算判断矩阵的最大特征根及其特征向量的问题。

（3）判断矩阵的一致性检验。判断矩阵使得判断思维数学化，但判断矩阵不一定能保持判断思维的一致性，即保证专家在判断指标重要性时，各判断之间协调一致，不出现自相矛盾的现象。因此，应用AHP法时，需进行判断矩阵的一致性检验，以保持判断思维的一致性。可采用检验系数C.R.检验判断矩阵的一致性。

C.R.——一致性指标，当C.R.＜0.1时，认为一致性较好，接受判断矩阵；

R.I.——平均随机一致性指标。矩阵阶数为3阶、4阶、5阶、6阶、7阶、8阶、9阶时，R.I.值分别为0.5149、0.8931、1.1185、1.2494、1.3450、1.4200、1.4616。

2.3 构造模糊评价矩阵

隶属函数的作用是将获取的指标值在评价等级论域｛优秀，良好，合格，较差，很差｝中进行模糊化，对每个指标分别作出等级评价。隶属函数有多种形式，应根据评级指标所具有的特征或统计资料并借助专家经验加以选择。本文选用隶属函数为：

Cj为评价指标被评为vj的专家人数。设指标集U中第i个指标ui对评价集V中第j个元素vj的隶属程度为rij，得模糊评价矩阵R。

2.4 模糊综合评价

多层次的综合评价过程由层次结构模型的低层向高层进行。通过确定的某一层次指标权重A和模糊评价矩阵R，可得模糊综合评价向量B，即：

bj为模糊综合评价指标，表示评价对象对评价集vj的隶属度。按照最大隶属度原则，取模糊综合评价向量B中的最大值为指标最终评价结果。

3 实例评价

河北境内某煤矿，地面实施包括工业场地、筛分车间、供水系统、排矸系统、运输系统、地面污水处理站及井下排水处理站各一座、锅炉房、办公楼等。矿井生产主要由四部分组成：井下开采、煤炭加工、产品地面储运及相应的辅助生产设施，具体来说包括新掘井、副斜井、东风井、西风井及相应的配套设施。每一部分在运行过程中都会直接或间接地造成环境影响，如煤炭采掘会造成地表塌陷；排矸过程容易造成水土流失以及污染土地；生产中污、废水的排放会直接污染水体、土壤等；煤炭在储运、加工过程中会产生粉尘；锅炉燃烧会产生烟尘及二氧化硫等酸性气体；各种机械设备的运行会产生极大的噪声，干扰周围居民的正常生活。

利用AHP法，构建两两比较判断矩阵，确定各指标的权重，以判断矩阵U11（矿产开采）－U11k为例，见表2。

表2 判断矩阵U11－U11k及其权重计算与一致性检验

多层次的综合评判过程由层次结构模型的低层指标向高层指标进行。采用专家团现场打分的方式对该社区各二级绿色评价指标进行评价，并将专家评分结果汇总代入隶属度公式，可得评价指标对应的模糊评价矩阵R。“矿产开采”对应的模糊评价矩阵R11为：

将指标权重集A11＝［0.2486，0.1316，0.4272，0.1243，0.0683］和模糊评价矩阵R11代入公式（3），计算模糊综合评价向量B11，并根据最大隶属度原则，确定各指标的评价值Z11。

B11＝A11·R11＝（0.1716，0.3427，0.2945，0.1638，0.0255），Z11＝b113＝0.3427，评价为合格。

对应U12：B12＝（0.1530，0.2761，0.4132，0.1111，0.0467），Z12＝0.4132，评价为合格；

对应U21：B21＝（0.1933，0.3043，0.2107，0.1912，0.1004），Z21＝0.3043，评价为良好；

对应U22：B22＝（0.0185，0.2041，0.3852，0.2907，0.1016），Z22＝0.3852，评价为合格；

对应U23：B23＝（0.1001，0.1057，0.2733，0.3874，0.1336），Z23＝0.3874，评价为较差；

对应U31：B31＝（0.3253，0.2128，0.3149，0.0813，0.0656），Z31＝0.3253，评价为优秀；

对应U32：B32＝（0.2842，0.4005，0.2184，0.0970，0.0000），Z32＝0.4005，评价为良好；

由B11和B12可得U1对应的模糊评价矩阵R1：

将指标权重集A1＝［0.6667，0.3333］与R1代入公式（3），可得：

B1＝A1·R1＝（0.1654，0.3190，0.3341，0.1462，0.0326），Z1＝b13＝0.3341，评价为合格。

对应U2：B2＝（0.1047，0.2245，0.2930，0.2697，0.1075），Z2＝0.2930，评价为合格；

对应U3：B3＝（0.3048，0.3067，0.2667，0.0892，0.0328），Z3＝0.3067，评价为良好。

由B1、B2、B3可得U（绿色矿山综合评价）对应的模糊评价矩阵R：

将指标权重集A＝［0.3333，0.3333，0.3333］与R代入公式（3），可得

B＝A·R＝（0.1916，0.2834，0.2979，0.1684，0.1729），Z＝b3＝0.2979，评价为合格。

可见，该煤矿的“绿色矿山综合评价”为合格。其中，评价指标“管理指标”评价为优秀，“能源消耗”和“安全生产”评价为良好，“矿产开采”、“采选技术与设备”、“环保指标”评价为合格，“生态恢复”评价为较差。根据评价结果，在以后的工作中，应在保持管理、安全和能耗优势的同时，注重引进新技术，提升工艺水准，提高矿产资源的综合利用率，并减轻环境污染，并切实注意改善生态恢复相关工作，提高矿山的绿色化程度。

4 结论

层次分析法与模糊评价法相结合的评价方法，适用于包含定性指标与定量指标在内的多指标的评价问题，具有简便易用的优势，并可借助专家的经验提高评价的质量。但是该评价方法对评价指标权重的确定有很强的人为主观因素，应探讨整合其他的技术方法，使评价指标权重的确定更加准确。

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Evaluation criterion and method of green mine

Yan Zhigang1，Liu Yupeng2，Wang Xueli1
（1.Shijiazhuang Institute of Railway Technology，Shijiazhuang，Hebei 050041，China；2.China Coal Research Institute，Chaoyang，Beijing 100013，China）

According to the actual situation in our country，this paper designed a set of evaluation criterion of green mine with life cycle impact assessment method.Combined this evaluation criterion with AHP and fuzzy evaluation，we can evaluate green level of a mine.

green mine，evaluation criterion，evaluation method，AHP，fuzzy evaluation

TD212

B

河北省科技厅资助项目——建筑企业节能减排评价体系及方法研究，项目编号：11457215

闫志刚（1980－），男，汉族，河北石家庄人，硕士，研究方向：工程管理，结构工程。

（责任编辑 孙英浩）