綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系研究
——以西山煤電集團(tuán)為例

■ 唐躍剛/王志偉/李正越/王紹清/楊柳/賀成成

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083；2.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100039）

綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系研究
——以西山煤電集團(tuán)為例

■ 唐躍剛1/王志偉1/李正越2/王紹清1/楊柳1/賀成成1

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083；2.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100039）

運(yùn)用模糊層次法建立煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系，涵蓋節(jié)能、污染物減排、綜合支撐、技術(shù)研發(fā)與投入4個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)，以及單位產(chǎn)值綜合能耗、固體廢棄物排放達(dá)標(biāo)率、節(jié)能減排法律法規(guī)執(zhí)行情況等22個(gè)二級(jí)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，以西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司調(diào)研數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系進(jìn)行實(shí)證研究，論證該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的可行性和有效性，為煤炭行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與節(jié)能減排工作的深入開展提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)保障。

綠色煤炭礦山；節(jié)能減排評(píng)價(jià)；指標(biāo)體系；模糊層次法

目前我國能源利用效率相對(duì)低下，環(huán)境污染嚴(yán)重。對(duì)此國家積極采取措施，降低能耗，支持低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1-3]。而煤炭企業(yè)作為我國主要耗能產(chǎn)業(yè)，開展節(jié)能減排、構(gòu)建綠色礦山已然成為國家政策的重要落實(shí)點(diǎn)。目前綠色煤炭礦山節(jié)能減排主要集中在：加強(qiáng)能源制度改革，引進(jìn)新技術(shù)新方法降低能耗、提高能源利用率，約束能源浪費(fèi)行為，推進(jìn)節(jié)能減排評(píng)價(jià)[4-7]。在取得較為顯著的成績(jī)同時(shí)，存在的問題依然嚴(yán)峻：主要體現(xiàn)在裝備依然較為落后，專業(yè)人才缺乏，“三廢”減排率和利用率仍然較低，尤其以行業(yè)法規(guī)、評(píng)價(jià)體系不健全，管理滯后最為突出[15-16]。因此，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的評(píng)價(jià)體系在綠色煤炭礦山的建設(shè)中顯得十分重要。

構(gòu)建綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系是一個(gè)復(fù)雜的過程，只有在分析其特點(diǎn)和內(nèi)涵以及各方利益，明確各個(gè)指標(biāo)的意義的基礎(chǔ)上，才能構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)體系[10-11]。目前所建立的體系主要從能源消耗、環(huán)保指標(biāo)、生態(tài)恢復(fù)、噸耗資源產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境污染治理投資總額等方面[12-16]，但由于本文的依托背景是綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的節(jié)能減排部分，在保證指標(biāo)選取具有代表性、可比性、可行性，切合項(xiàng)目依托的原則下，要重點(diǎn)區(qū)分綜合利用、創(chuàng)新研究以及環(huán)境方面的指標(biāo)。

1 綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 指標(biāo)篩選的原則

(1)綜合性原則。在節(jié)能減排指標(biāo)體系構(gòu)建的過程中，應(yīng)充分考慮與之相關(guān)的各方面因素，不僅要引入資源與能源消耗的總量及平均水平，也要從管理、技術(shù)等支撐方面進(jìn)行分析。

(2)代表性原則。在盡可能全面反映煤炭礦山節(jié)能減排實(shí)際工作進(jìn)展情況的同時(shí)，要兼顧指標(biāo)的代表性。若指標(biāo)面面俱到，實(shí)際評(píng)價(jià)的過程會(huì)異常復(fù)雜，不利于評(píng)價(jià)。

(3)可比性原則。要注意時(shí)間性和空間性。注意選取近幾年的最新數(shù)據(jù)反映煤炭礦山節(jié)能減排工作的實(shí)施情況，并注意國內(nèi)同行業(yè)平均能源消耗與污染物排放數(shù)值的對(duì)比。

(4)可行性原則。在指標(biāo)選取過程中，既要保證指標(biāo)相對(duì)成熟評(píng)價(jià)，又要保證各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)易于收集[17]。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系內(nèi)容

依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取原則，結(jié)合煤炭行業(yè)相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文件以及學(xué)術(shù)研究成果，從實(shí)際情況出發(fā)，吸收相關(guān)專家意見進(jìn)行指標(biāo)篩選，運(yùn)用模糊層次法建立煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系，涵蓋節(jié)能、污染物減排、綜合支撐、技術(shù)研發(fā)與投入4個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)，以及單位產(chǎn)值綜合能耗、固體廢棄物排放達(dá)標(biāo)率、節(jié)能減排法律法規(guī)執(zhí)行情況等22個(gè)二級(jí)指標(biāo)”，具體見表1。

表1 綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

節(jié)能指標(biāo)包括原煤?jiǎn)挝划a(chǎn)量水耗、原煤?jiǎn)挝划a(chǎn)量電耗、原煤?jiǎn)挝划a(chǎn)量能耗、單位產(chǎn)值綜合能耗、節(jié)能量完成率5個(gè)二級(jí)指標(biāo)。分別依次反映煤炭生產(chǎn)的水耗、煤炭生產(chǎn)電耗、煤炭生產(chǎn)其它能耗、綠色煤炭礦山其它礦產(chǎn)生產(chǎn)的能耗和節(jié)能量完成情況5個(gè)方面。

污染物減排指標(biāo)包括固體廢棄物排放量、固體廢棄物排放達(dá)標(biāo)率、煙塵排放達(dá)標(biāo)率、二氧化硫排放量、二氧化硫排放達(dá)標(biāo)率、COD排放量、COD排放達(dá)標(biāo)率、礦井水重復(fù)利用率8個(gè)二級(jí)指標(biāo)。其中用固體廢棄物排放量、固體廢棄物排放達(dá)標(biāo)率、煙塵排放達(dá)標(biāo)率3個(gè)指標(biāo)來衡量綠色煤炭礦山固體污染物的排放達(dá)標(biāo)情況；用二氧化硫排放量和二氧化硫排放達(dá)標(biāo)率來反映綠色煤炭礦山廢氣排放達(dá)標(biāo)情況。用COD排放量、COD排放達(dá)標(biāo)率、礦井水重復(fù)利用率3個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)綠色煤炭礦山廢水的排放、達(dá)標(biāo)和利用情況。

節(jié)能減排綜合支撐指標(biāo)包括節(jié)能減排法律法規(guī)執(zhí)行情況、節(jié)能減排工作執(zhí)行情況、節(jié)能減排宣傳教育、節(jié)能減排考核與獎(jiǎng)懲機(jī)制、節(jié)能減排員工技術(shù)培訓(xùn)、節(jié)能減排機(jī)構(gòu)設(shè)置與完善6個(gè)二級(jí)指標(biāo)。分別從節(jié)能減排的機(jī)制建立、宣傳教育、人才培養(yǎng)等6個(gè)方面來評(píng)價(jià)綠色煤炭礦山節(jié)能減排績(jī)效。

技術(shù)研發(fā)與投入指標(biāo)包括節(jié)能減排資金投入比例、節(jié)能減排技術(shù)改造與創(chuàng)新、新技術(shù)新項(xiàng)目數(shù)量3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。從資金投入和技術(shù)創(chuàng)新方面評(píng)價(jià)綠色煤炭礦山節(jié)能減排績(jī)效。

2 實(shí)例驗(yàn)證

山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司位于山西省太原市，下屬176個(gè)子公司分布于4?。ㄊ校?個(gè)地市20余個(gè)縣區(qū)，產(chǎn)業(yè)涉及煤炭、電力、焦炭化工、建筑建材、物流貿(mào)易、餐飲服務(wù)等領(lǐng)域。主要開采三大煤田——西山煤田、河?xùn)|煤田、霍西煤田，煤田面積789km2，資源總量92.1億t。截至2013年末西山集團(tuán)單位產(chǎn)品節(jié)能量共完成76.43萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，已完成省節(jié)約能源工作領(lǐng)導(dǎo)組下達(dá)“十二五”節(jié)能目標(biāo)的76.1%，完成“十二五”進(jìn)度目標(biāo)的比例為126.9%。值得一提的是西山煤電集團(tuán)是國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位，有著良好的低碳循環(huán)綠色生產(chǎn)基礎(chǔ)。西山煤電集團(tuán)作為山西省的重要煤炭企業(yè)，涉及產(chǎn)業(yè)多，煤田分布廣，節(jié)能目標(biāo)完成較好，具有典型代表性，故本文選取該煤電集團(tuán)作為實(shí)證研究對(duì)象。在了解調(diào)查西山煤電集團(tuán)節(jié)能減排基本情況的前提下，運(yùn)用模糊層次分析法對(duì)其節(jié)能減排情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠進(jìn)一步掌握其節(jié)能減排工作，同時(shí)有效驗(yàn)證綠色煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的合理性。

2.1 確定因素集與評(píng)語集

（1）建立評(píng)價(jià)因素集。評(píng)價(jià)因素集用U=（u1，u2，…，un）表示，本文中評(píng)價(jià)因素是指上述22個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

（2）確定等級(jí)評(píng)語集。等級(jí)評(píng)語集用V=（v1，v2，…，vm）表示。確定煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系的等級(jí)評(píng)語集V=（優(yōu)，良，中，差）。

2.2 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

邀請(qǐng)10位專家，采用專家打分法對(duì)各層次指標(biāo)的相對(duì)重要程度進(jìn)行評(píng)判。專家包括7位西山煤電集團(tuán)節(jié)能辦和環(huán)保部門的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和工作人員，3位高校專家教授。以準(zhǔn)則層為例，對(duì)前述煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）中的指標(biāo)采用1-9標(biāo)度方法進(jìn)行兩兩比較打分，得到專家打分表，如表2。進(jìn)而計(jì)算其權(quán)重。

表2 準(zhǔn)則層專家打分表

建立判斷矩陣A：

計(jì)算出W=(0.3934，0.3661，0.1451，0.0954)，最大特征值λ=4.0457。

為度量打分偏差，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，1-15階正反矩陣計(jì)算1000次得到平均隨機(jī)一致性指標(biāo)如表3。檢驗(yàn)公式如下：

由此可以計(jì)算出：C I=0.0114，R I=0.9，CR=0.0171＜0.1，符合要求，則節(jié)能指標(biāo)、污染物減排指標(biāo)、綜合支撐指標(biāo)二級(jí)、技術(shù)研發(fā)與投入指標(biāo)的權(quán)重依次為0.3934、0.3661、0.1451、0.0955。

同樣的方法，可得到各指標(biāo)的權(quán)重，并根據(jù)層次總排序和一致性檢驗(yàn)的方法，得到總權(quán)重，如表4所示。

2.3 建立評(píng)價(jià)模糊矩陣

2.3.1 定量指標(biāo)的隸屬度確定

本文的研究數(shù)據(jù)來源主要是通過問卷調(diào)研、交流座談會(huì)、電話問詢等形式對(duì)西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司實(shí)地調(diào)研，從西山集團(tuán)節(jié)能辦和環(huán)保部收集到大量的一手節(jié)能減排資料，認(rèn)真地處理分析收集的數(shù)據(jù)，得出定量指標(biāo)原始數(shù)據(jù)，如表5所示。

由表5可得，西山集團(tuán)15個(gè)定量指標(biāo)中評(píng)價(jià)等級(jí)為“優(yōu)”的有3個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)等級(jí)為“良”的有8個(gè)指標(biāo)，評(píng)級(jí)等級(jí)為“中”的有4個(gè)指標(biāo)，沒有評(píng)價(jià)等級(jí)為“差”的指標(biāo)。同時(shí)計(jì)算其隸屬度，結(jié)果見表7。

2.3.2 定性指標(biāo)的隸屬度確定

選取模糊統(tǒng)計(jì)法確定指標(biāo)隸屬度。以節(jié)能減排法律法規(guī)執(zhí)行情況為例，優(yōu)、良、中、差的得票數(shù)分別為6、3、1、0，打分者人數(shù)為10，則其隸屬度為（0.6，0.3，0.1，0）。

邀請(qǐng)西山煤電集團(tuán)節(jié)能辦和環(huán)保部門的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和工作人員10人對(duì)節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系的7個(gè)定性指標(biāo)進(jìn)行投票，投票結(jié)果整理，如表6所示。

由表6可知，在定性指標(biāo)中，評(píng)價(jià)為“優(yōu)”的票數(shù)過半的指標(biāo)只有節(jié)能減排法律法規(guī)執(zhí)行情況，投票數(shù)為6票，比例為60%。節(jié)能減排工作執(zhí)行情況“優(yōu)”與“良”所占比重相等，投票數(shù)均為4票，比例各占40%，其余5個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)均為“良”占較大比例。各個(gè)指標(biāo)均沒有獲得“差”評(píng)價(jià)的投票。

根據(jù)表4、表5和表6，將22個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)隸屬度集合Ri（i=1，2，…，22）合并一起綜合評(píng)價(jià)，可得到一個(gè)模糊評(píng)價(jià)矩陣，見表7。

2.4 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)AHP法確定的權(quán)重集W和模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)法確定的模糊評(píng)價(jià)矩陣R，可以求得模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)B為：

表3 隨機(jī)一致性指標(biāo)

表4 煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)體系權(quán)重

表5 定量指標(biāo)原始數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)表

表6 定性指標(biāo)投票表

表7 評(píng)價(jià)指標(biāo)模糊矩陣表

因?yàn)?.613+0.268+0.106+0.013=1，故評(píng)價(jià)結(jié)果已歸一化。由此可以認(rèn)為西山煤電集團(tuán)的節(jié)能減排績(jī)效“優(yōu)”的是0.613，“良”的是0.268，“中”的是0.106，“差”的是0.013，即61.3%的人認(rèn)為西山煤電集團(tuán)的節(jié)能減排績(jī)效為“優(yōu)”，而為“良”“中”“差”的人數(shù)比例分別為：26.8%、10.6%、1.3%。令分?jǐn)?shù)集F=(f1，f2，f3，f4)，T=(90，80，70，60)T，即“優(yōu)”“良”“中”“差”評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)依次為80-90分、70-80分、60-70分，小于60分，綜合評(píng)價(jià)值的計(jì)算結(jié)果為：Z=B×F=（0.613，0.268，0.106，0.013）×(90，80，70，60)T=84.81。由于84.81屬于“優(yōu)”的區(qū)間范圍，所以西山煤電集團(tuán)的節(jié)能減排評(píng)價(jià)結(jié)果為“優(yōu)”。

3 結(jié)論與討論

從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面選取節(jié)能、污染物減排、綜合支撐和技術(shù)研發(fā)4個(gè)一級(jí)指標(biāo)構(gòu)建煤炭礦山節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其中節(jié)能指標(biāo)分別依次反映煤炭生產(chǎn)的水耗、煤炭生產(chǎn)電耗、煤炭生產(chǎn)其它能耗、綠色煤炭礦山其它礦產(chǎn)生產(chǎn)過的能耗以及節(jié)能等5個(gè)方面完成情況。用固體廢棄物排放量、固體廢棄物排放達(dá)標(biāo)率、煙塵排放達(dá)標(biāo)率3個(gè)指標(biāo)來衡量綠色煤炭礦山固體污染物的排放達(dá)標(biāo)情況；用二氧化硫排放量和二氧化硫排放達(dá)標(biāo)率來反映綠色煤炭礦山廢氣排放達(dá)標(biāo)情況；用COD排放量、COD排放達(dá)標(biāo)率、礦井水重復(fù)利用率3個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)綠色煤炭礦山廢水的排放、達(dá)標(biāo)和利用情況。用節(jié)能減排的法規(guī)、工作執(zhí)行及機(jī)構(gòu)等制度建立和宣傳教育、獎(jiǎng)懲、人才培養(yǎng)等6個(gè)方面來評(píng)價(jià)綠色煤炭礦山節(jié)能減排綜合情況。最后用3個(gè)指標(biāo)反映技術(shù)和項(xiàng)目情況。評(píng)價(jià)體系中共計(jì)22個(gè)二級(jí)指標(biāo)，指標(biāo)總權(quán)重大于0.08的共計(jì)5個(gè)，分別是單位產(chǎn)量綜合能耗、節(jié)能量完成率、固體廢棄物排放量、二氧化硫排放量、COD排放量，這5個(gè)指標(biāo)在很大程度上決定了評(píng)價(jià)結(jié)果。以西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為例，利用模糊層次評(píng)價(jià)法對(duì)其節(jié)能減排效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

西山煤電集團(tuán)這5個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)范圍都在“中”以上，其中2個(gè)完全達(dá)到“優(yōu)”，這也最終決定了其評(píng)價(jià)結(jié)果為“優(yōu)”。新技術(shù)新項(xiàng)目指標(biāo)中西山煤電集團(tuán)也達(dá)到“優(yōu)”，說明其重視節(jié)能減排的科技項(xiàng)目投入。同時(shí)，西山煤電集團(tuán)積極開展節(jié)能減排宣傳教育、完善節(jié)能減排機(jī)構(gòu)、設(shè)立獎(jiǎng)懲制度等等，使得其在評(píng)價(jià)過程中占有一定的優(yōu)勢(shì)。由此可知，西山煤電集團(tuán)節(jié)能減排評(píng)價(jià)結(jié)果為“優(yōu)”是由以上3個(gè)因素共同決定的。煤炭企業(yè)應(yīng)注重節(jié)能量完成，減少污染物排放，強(qiáng)化節(jié)能減排意識(shí)，加強(qiáng)宣傳教育，建立健全激勵(lì)約束機(jī)制，修訂管理績(jī)效考核辦法，開展專項(xiàng)節(jié)能減排科技行動(dòng)，加大支持國家相應(yīng)的重大科研專項(xiàng)和科技計(jì)劃等[18-23]。西山煤電集團(tuán)評(píng)價(jià)結(jié)果為“優(yōu)”，除節(jié)能與減排剛性指標(biāo)優(yōu)外，主要在綜合支撐等軟性指標(biāo)表現(xiàn)突出。但結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果和實(shí)際調(diào)研情況下，其節(jié)能減排工作還有提升的空間，能源利用效率和能源轉(zhuǎn)換效率總體偏低，例如礦井水重復(fù)利用率只有78%，與“優(yōu)”的標(biāo)準(zhǔn)還有一定的差距，西山集團(tuán)下屬某些煤礦尚有的高濃度瓦斯未被利用而排空，既浪費(fèi)資源，又增加溫室效應(yīng)。

以西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為例，利用模糊層次評(píng)價(jià)法對(duì)其節(jié)能減排效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了本文所建立的節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的科學(xué)性與實(shí)用性，為綠色礦山綜合評(píng)價(jià)體系提供了科學(xué)依據(jù)及技術(shù)保障。受調(diào)研區(qū)域的影響，構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系的動(dòng)態(tài)性和匹配性方面仍存在不足，下一步的工作應(yīng)注意增加調(diào)研煤炭企業(yè)的數(shù)量，并注意考慮地域性差異和發(fā)展水平的差異，注重研究評(píng)價(jià)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)性，以求構(gòu)建的節(jié)能減排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系能適用于更多的煤炭企業(yè)。

致謝

感謝西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司節(jié)能辦和環(huán)保部工作人員對(duì)本文數(shù)據(jù)收集工作上的支持，感謝煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司姜英研究員和中國石油大學(xué)（北京）鐘寧寧教授對(duì)本文的指教，感謝國土資源部公益性項(xiàng)目綠色煤炭礦山標(biāo)準(zhǔn)研究（項(xiàng)目編號(hào)201211003）項(xiàng)目組所有的專家學(xué)者。

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Research on Appraisal System with Regard to Energy Saving and Emission Reduction of Green Coal Mine—A Case Study of Xishan Coal Electricity Group

TANG Yuegang1, WANG Zhiwei1, LI Zhengyue2, WANG Shaoqing1, YANG Liu1, HE Chengcheng1
(1.College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083;2.China National Administration of Coal Geology, Beijing 100039)

An appraisal system with regard to energy saving and emission reduction of coal minehas been established by using the way of blurry hierarchy, in which both the four layer indexes such as energy saving, reduction of contaminants, comprehensive support, and the development and investment of new technology, as well as twenty-two secondary indexes pertaining to comprehensive energy consumption, the discharge rate of solid waste,and implementation of laws and regulations of energy conservation and emissions reduction are involved. On this basis, in accordance with the survey data of Xishan Coal Electricity Group, this paper gives an argument about the feasibility and effectiveness of this appraisal system with a view to providing scientifc basis and technical support both for the development of circular economy of coal industry, and for in-depth development of energy conservation and emissions reduction work.

green coal mine; evaluation of the energy saving and emission reduction; index system ; method of fuzzy hierarchy

F407.1；F062.1

A

1672-6995（2016）04-0045-06

2016-01-19；

2016-02-17

國土資源部公益性項(xiàng)目（201211003）

唐躍剛（1958-），男，重慶市豐都縣人，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，工學(xué)博士，主要從事煤炭礦產(chǎn)地質(zhì)研究。