建筑石料矿山可持续发展评价指标体系的构建及应用

2013-09-07肖劲奔

中国矿业 2013年11期

姚震，肖劲奔

（1.中国地质大学（北京），北京100083；2.中国地质调查局发展研究中心，北京100037）

建筑石料是现代土木建筑工程中用量最大用途最广的一种建筑材料，建筑石料矿山与其他矿山相比具有鲜明的特点，即储量丰富，对环境影响较小，受工程、地质、交通条件影响较大。但是建筑石料矿山多是露天开采，使其成为各地“青山挂白”、“山体破损”、“景观破碎”的主要原因。

矿山可持续发展是指矿山开采与社会经济发展需要相适应，在开发资源中取得良好的经济效益，保持相对稳定的资源储采比，并把对环境的损害限制在社会可容忍范围内的生产发展［1］。矿山可持续发展的目标是：资源集约节约利用，矿山环境得到有效保护，矿区土地及时复垦，矿山企业与地方和谐发展。

本文以矿山可持续发展目标为依据，选取相应合理指标构建建筑石料矿山可持续发展评价指标体系，并以瑞安建筑石料矿山为例，说明其应用。

1 指标体系构建的原则

1.1 系统性、层次性相结合

系统性是指要充分考虑可持续发展对资源、环境、经济、社会、安全等因素的要求；层次性是指要从不同层次对复杂系统进行表现，使可持续发展目标与影响指标有机结合起来。

1.2 科学性、可操作性相结合

科学性是指评价指标的构建与选取要符合自然规律；可操作性是指指标要具有可获取性、可测量性、可调控性，便于进行客观判断。

1.3 前瞻性、引导性相结合

前瞻性是指评价指标除了能反映行业一般水平外，还能提出建筑石料矿山可持续发展的更高要求；引导性是指评价指标要具有导向性，能动态地反映出建筑石料矿山可持续发展的趋势。

2 评价指标体系的构建

2.1 评价指标的选取

建筑石料矿山评价指标分为三个层次，分别是目标层、准则层和指标层。目标层综合评价了矿山的可持续发展度，能够反映某地区的绝对发展度和横向比较。准则层分为资源、环境、经济、社会、安全等五个方面，反应了矿山可持续发展的运行机理。指标层是评价体系的最底层，是直接获取评价数据的层次，反应了资源、环境、经济、社会、安全的发展程度［8］。三个层次的相互关系详见图1。

图1 建筑石料矿山可持续发展评价指标体系

2.2 评价方法

本文采取问卷的形式分别对学术专业人员、当地相关部门管理人员、矿山企业主进行了调查，主要调查了各指标的重要性，在此基础上，综合运用德尔菲法、层次分析法和数据标准化等方法来计算各矿山的可持续发展度，最后采用原因度分析方法对其进行评价。

2.2.1 德尔菲法确定评价标准

德尔菲法是一种专家预测方法，满分9分，依据系统的流程，采用匿名的方式，克服意见的相互影响，通过问卷调查，经过反复征询、商讨、归纳等方法使预测结果具有可靠性。

经德尔菲法反复预测，对分值平均数四舍五入，确定各评价指标最终值，得到以下几个评价标准（表1～6）。

2.2.2 层次分析法确定指标权重

层次分析法是对一些较复杂和模糊的问题做出决策的简单方法，特别是使用于难以完全定量分析的问题［12］。它把复杂的问题表示为结构层次，按照两两比较的判断矩阵计算权重值，并对原始数据进行标准化和排序。经层次分析法计算，得指标权重如表7所示。对矩阵最大特征值进行判断并进行一致性检验，如表8所示。经检验，CI＜0.1，通过检验。

表1 判断矩阵A－B

表2 判断矩阵B1－C

表3 判断矩阵B2－C

表4 判断矩阵B3－C

表5 判断矩阵B4－C

表6 判断矩阵B5－C

表7 指标权重

表8 判断矩阵最大特征值与一致性检验

2.2.3 数据标准化

数据的标准化是将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间。各指标原始数据的量纲差异会影响评价结果的准确性，因此，需对原始数据进行标准化处理，使每一个变量都在共同的均匀化数值范围内。

对于正向指标，则有

对于负向指标，则有

极差标准化法使得数据落在［0，1］区间内，能够有效表示可持续发展度。其中，Xi为第i矿区的各原始数据，Xmin为各指标最小值，Xmax为各指标最大值。

3 瑞安市建筑石料矿山可持续发展评价

3.1 原始数据标准化

原始数据来源于瑞安市矿产资源统计年报，部分数据来源于实地勘测。标准化后结果如表9、表10所示。

3.2 评价结果

对标准化数据进行权重求和，得到各矿区可持续发展度，并用SPSS软件对可持续发展度进行聚类分析，将数据分类到不同的类，为归纳决策提供依据。各矿区可持续发展度及其分类见表11。

由于汀田矿区属于大型山体开发项目，资源储量丰富，主要供应远期围垦项目，用地拓展空间大，经济社会效益良好，矿山可持续发展较强；上干山、凤凰山、关头波山矿区属于海岛开发项目，重点供应近期围垦，交通便利，运输费较低，银岙、中北矿区储量较丰富，能够支持周边工业园区基建，可持续发展居中；其他矿区就近供应基础设施建设，相比较为最弱。

3.3 瑞安市建筑石料矿山原因度分析

决策试验与试验评估法是关于因素分析和识别的一种有效方法。该方法通过系统中各因素之间的逻辑关系与直接影响矩阵，计算出每个因素对其他因素的影响以及被影响度，从而得出每个因素的中心度与原因度［15］。中心度是指该因素的影响度与被影响度之和，表示该因素在评价指标体系中的位置和所起的作用大小；原因度指各因素的影响度和被影响度之差，若影响度大于0，则表示该因素对其他因素影响程度较大，若影响度小于0，则表示其他因素对该因素影响程度较大，则该因素为结果因素。原因度分析是对评价指标体系的重要补充，这种方法充分利用了现有的指标体系，对如何提高系统可持续发展度进行了科学的分析。

由相关专家和工作人员对各指标要素进行打分。其中0表示没影响，1表示影响程度较弱，2表示影响程度稍弱，3表示影响程度中等，4表示影响程度稍强，5表示影响程度较强。影响程度的选取以数值出现的最高频率为准，建立各要素的直接影响矩阵见表12。

表9 原始数据标准化

表10 原始数据标准化

表11 瑞安市建筑石料矿山可持续发展评价

表12 影响矩阵打分

根据上述直接影响矩阵，利用MATLAB软件计算出各指标因素的中心度和原因度，结果见表13。

表13 中心度与原因度值

从指标层要素分析结果来看，石料资源储量、矿山占地面积、剥离物体积、矿山区位优势、矿区单位面积产出、地质灾害区域等级的原因度大于0，建筑石料矿山的布局主要受以上因素影响较大，究其原因，主要是由于建筑石料矿山的选址受交通影响、工程地质条件影响较大，另外由于瑞安市用地面积紧张，各围垦工程、基础设施建设对建筑石料的需求急剧增加，石料资源储量、矿山占地面积等也成为主要影响因素。

4 瑞安市建筑石料矿山可持续发展政策建议

根据原因度分析，限制瑞安市建筑石料矿山发展的影响条件主有三种。一是矿山约束性条件，指能否在特定矿区开矿的硬性条件，主要包括矿区交通、矿体特征、矿山环境条件等。二是矿山预期性条件，指对矿山开采量和开采效益产生影响的因素，主要包括气候条件，水文条件、资源储量与类别等。三是矿山导向性条件，指对矿山产品产生外部影响的因素，主要包括产品价格，市场需求，产业集群等。矿山约束性指标具有否决性，矿山预期性指标具有可突破性，矿山导向性指标具有不可预测性。

根据影响条件的分析，当地政府通过科学设置三种规划目标，可以实现瑞安市建筑石料矿产资源的可持续性发展。一是约束性目标，是在预期性基础上进一步明确并强化了政府责任的指标，是对地方政府和国土资源部门提出的工作要求，政府要通过合理配置公共资源和有效运用行政力量，确保目标规划的实现。主要体现在规划分区管理、矿山数量控制、矿山最低开采规模、优势矿产资源保护、矿山生态环境保护与治理、公益性地质勘查工作等方面。二是预期性目标，是政府期望的发展目标，主要依靠市场主体的自主行为实现。政府要创造良好的宏观环境，制度环境和市场环境，并适时调整宏观调控方向和力度，综合运用各种政策引导社会资源配置，努力争取实现。主要体现在矿产品需求总量、开采总量、矿业产值及增长速度等经济指标上。三是导向性目标，是根据产业特征与市场规律引导性发展目标。主要体现在矿业权市场建设、开发利用基地建设、矿产资源综合利用、技术结构和矿产品结构调整、矿地综合利用、商业性勘查、矿产资源宏观管理体制改革等方面。

［1］龙云凤，付善明，赵宇鷃.广东省矿山可持续发展问题研究［J］.中山大学研究生学刊：自然科学·医学版，2006，26（1）：63－64.

［2］国土资源部关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见.［EB／OL］.（2010－8－20）［2010－8－23］.http：∥www.mlr.gov.cn／zwgk／zytz／201008／t20100823＿745059.htm.

［3］郑晓明，吕广忠.矿区可持续发展的系统结构及模糊评价［J］.金属矿山，2004（7）：59－64.

［4］张德明，贾晓晴，乔繁盛，等.绿色矿山评价指标体系的初步探讨［J］.再生资源与循环经济，2010（12）：11－13.

［5］郑炳霖.采石、移山、造地—循环国土资源开发之建筑石料矿山开发［EB／OL］.（2010－8－20）［2010－8－23］.http：∥www.mlr.gov.cn／zwgk／zytz／201008／t20100823＿745059.htm.

［6］肖劲奔.瑞安市普通建筑石料矿产资源开发利用研究［J］.中国矿业，2012，21（Z1）：110－112.

［7］张长贵.露天开采建筑石料型矿山资源综合利用［J］.中国矿业，2011，20（4）：47－48.

［8］瑞安市国土资源局.瑞安市矿产资源规划（2006～2020年）［R］.2008.

［9］黄敬军，倪嘉曾，赵永忠，等.绿色矿山创建标准及考评指标研究［J］.中国矿业，2008，17（7）：110－112.

［10］李桂荣，王震，张金山.矿区可持续发展的定量评价模型［J］.包头钢铁学院学报，2000，19（2）：95－99.

［11］宁丽平.唐山铁矿企业环境地质问题研究［D］.唐山：河北理工大学，2009.

［12］汤万金，高林，李祥仪.矿区可持续发展指标体系与评价方法研究［J］.系统工程理论与实践，1999，19（12）：114－119.