基于AHP的煤礦生態(tài)環(huán)境綜合評價及措施研究

彭 婧

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境保護(hù)處，山西 大同 037003)

基于AHP的煤礦生態(tài)環(huán)境綜合評價及措施研究

彭 婧

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司環(huán)境保護(hù)處，山西 大同 037003)

利用層次分析法，結(jié)合煤礦企業(yè)特點，建立了煤礦生態(tài)環(huán)境綜合評價體系，并進(jìn)行了定量分析。分析結(jié)果顯示，人文環(huán)境情況對生態(tài)環(huán)境的影響比較大；具體指標(biāo)中，植被覆蓋率、企業(yè)自律情況、礦產(chǎn)品味權(quán)重較大，是影響生態(tài)環(huán)境的重要因素。該評價體系具有良好的一致性?？梢栽趯嵺`中加以運行，是綜合、定量地分析煤礦生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的手段之一。

層次分析法；煤礦；生態(tài)環(huán)境；評價

引 言

煤炭開采為工業(yè)的發(fā)展提供了基本的保障，也造成了生態(tài)的破壞，帶來了一系列生態(tài)環(huán)境問題。加強(qiáng)煤炭開采管理與環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為一項非常重要的工作。而煤礦生態(tài)環(huán)境的綜合評價工作是一項非常重要的基礎(chǔ)任務(wù)。評價體系涉及到多個學(xué)科的交叉，因此，研究適合煤礦企業(yè)的生態(tài)環(huán)境影響評價體系是非常有必要的。目前，國內(nèi)很多學(xué)者對煤礦開采導(dǎo)致的生態(tài)問題和評價進(jìn)行了研究[1]。不過在評價時，多集中于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價，結(jié)合煤礦本身特點的評價較少。

本文通過層次分析法，建立不同因素對煤礦生態(tài)環(huán)境影響的評價體系，結(jié)合定性分析，以此探索一種更加完善的、量化的評價方法，為生態(tài)環(huán)境綜合評價提供科學(xué)的依據(jù)。

1 煤礦生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀分析

目前，我國環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題越來越突出。煤炭是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)能源之一，煤炭的大規(guī)模開采和加工，給環(huán)境和生態(tài)造成了很大的不良影響。山西省是煤炭生產(chǎn)大省，受全省發(fā)展格局的影響，存在著很多環(huán)境和生態(tài)破壞問題。

1.1 地表塌陷

在山西省，95%以上的煤炭開采是井工開采，因此導(dǎo)致了嚴(yán)重的地表塌陷。據(jù)統(tǒng)計，原煤開采達(dá)到1萬t就會導(dǎo)致2 000 m2的土地塌陷[2]。地表塌陷會加劇水土流失，造成泥石流、山坡滑移等地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 煤礦廢水污染

煤炭開采時，礦井水有很大一部分沒有經(jīng)過處理被直接排放，這樣既導(dǎo)致了水資源的浪費，又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。礦井廢水進(jìn)入農(nóng)田會導(dǎo)致作物減產(chǎn)、進(jìn)入河流會導(dǎo)致魚類致病、進(jìn)入地下會污染水源。

1.3 大氣污染

煤炭的燃燒會對大氣造成污染和破壞。煤炭燃燒后，其中80%以上的硫會轉(zhuǎn)化為一氧化硫進(jìn)入大氣，之后，可能會形成酸雨降落到地面，導(dǎo)致土壤、森林、建筑受到損害；煤燃燒排放的一氧化氮、二氧化氮等氣體可能會造成肺氣腫、肺癌等嚴(yán)重疾?。灰谎趸紕t會導(dǎo)致溫室效應(yīng)[3]。另外，煤燃燒排出的煙塵中也含有危害物質(zhì)。

1.4 固體廢物污染

煤炭開采和加工中會伴隨有很多的固體廢物的排出，如，煤矸石、粉煤灰、爐渣等。這些固體廢物的排放占用了土地，自燃有可能造成大氣污染，還有可能導(dǎo)致堆積物滑坡、矸石山爆炸等災(zāi)害。

1.5 噪音污染

煤炭開采和加工需要用到大量大功率設(shè)備，這些設(shè)備在使用中會產(chǎn)生大量噪音。由于井下工作環(huán)境狹窄封閉，噪音會與巖壁、煤壁進(jìn)行反射疊加，使得噪音更大；而地面噪聲則具有分貝大、持續(xù)時間長等特點，這些都嚴(yán)重危害礦工的身體健康。

2 基于AHP的煤礦生態(tài)評價體系

2.1 體系構(gòu)建

在AHP分析中，所有評價的影響因素都是通過具體的指標(biāo)來體現(xiàn)的。指標(biāo)的選擇要通過對評價目標(biāo)的詳細(xì)分析，過濾掉不重要的因素，留下重要指標(biāo)。本文通過與技術(shù)人員、管理人員的溝通，選擇了因素并建立了評價體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 評價體系結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 判斷矩陣的建立

在AHP分析法中，判斷矩陣的建立是通過對各個指標(biāo)相互比較而得到量化標(biāo)度。其原理如下，如果X因素與其下層因素Y1、Y2……Yn有關(guān)聯(lián)，則其判斷矩陣如式(1)所示：

(1)

式(1)中，xij的取值是通過Yi(i=1,2,3,……,n)和Yj(j=1,2,3,……,n)相對重要性度量值而確定的。度量標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，其中，度量標(biāo)準(zhǔn)為2，4，6，8時，說明度量標(biāo)準(zhǔn)介于表1中2個相鄰度量等級之間。

根據(jù)式(1)對圖1的評價體系構(gòu)造A層～B層、B層～C層的判斷矩陣分別為：

表1 度量標(biāo)準(zhǔn)

上述矩陣中，矩陣A是對地質(zhì)環(huán)境、污染情況、人文指數(shù)比較評價，矩陣B1、B2、B3是指對具體指標(biāo)的分別評價。

2.3 權(quán)重計算及一致性檢驗

1) 權(quán)重計算

H=(h1,h2,Λ,hn)T

(2)

H也是XH=λmaxH最大特征根λmax對應(yīng)的特征向量。由此求得λmax為式(3)：

(3)

根據(jù)式(2)和式(3)求得判斷矩陣A、B1～B3所對應(yīng)的特征向量(即權(quán)重值)和λmax，計算結(jié)果如表2所示，λmaxA=3.037。

表2 判斷矩陣計算結(jié)果

由HA可以看出，在A層～B層中，人文環(huán)境情況(b1)的值為0.605，權(quán)重最大，應(yīng)該作為重點；另外，生態(tài)環(huán)境情況(b2)權(quán)重高于煤礦自然情況(b3)。根據(jù)HB1、HB2和HB3可以看出，權(quán)重較大的為企業(yè)自律情況(c1)、大眾環(huán)保意識(c2)、植被覆蓋率(c4)、礦產(chǎn)品味(c7)、剝采比(c8)，顯然，這些方面對生態(tài)環(huán)境影響較大。

2) 一致性檢驗[見式(4)、式(5)]

CR=CI/RI

(4)

CI=(λmax-n)/(n-1)

(5)

式中：CR為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率，如果CR<0.10，層次單排序結(jié)果就有滿意的一致性，否則需要重新取值；CI為判斷矩陣的一致性指標(biāo)；RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，取值如表3所示。

表3 平均隨機(jī)一致性標(biāo)準(zhǔn)

由式(4)和式(5)求得所有判斷矩陣的CR均小于0.10，說明結(jié)果均具有滿意的一致性。

2.4 層次總排序及總一致性檢驗

最底層各影響因素C1、C2,……,C9對最高層因素A(總目標(biāo))的影響權(quán)重向量為式(6)、式(7)：

Q=[q1,q2,…,q9]T

(6)

qk=ckbt

(7)

k=1,2,3時，l=1；k=4,5,6時，l=2；k=7,8,9時，l=3。

式中:Q為因素C1、C2,…,C9對A層影響的權(quán)重向量；qk為C層因素對A層影響的權(quán)重值；ck為C層因素對B層影響的權(quán)重值；bl為B層因素對A層影響的權(quán)重值。

所以，由式(6)和式(7)式求得因素總排序，結(jié)果見表2所示。

總排序的隨機(jī)一致性比率見式(8)：

(8)

由式(8)求得CRs<0.10，層次總排序結(jié)果通過一致性檢驗。

從表2可以看出，各具體因素對整個生態(tài)環(huán)境的影響權(quán)重。其中，植被覆蓋率(c4)、企業(yè)自律情況(c1)、礦產(chǎn)品味(c7)權(quán)重較大，是影響生態(tài)環(huán)境的重要因素。

3 解決措施

1) 加強(qiáng)宣傳。保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是功在當(dāng)代、利在千秋的大事。加強(qiáng)宣傳工作可以對環(huán)保工作起到引導(dǎo)、推動以及監(jiān)督的作用。通過大力的宣傳，感召更多人自覺加入生態(tài)保護(hù)工作中。

2) 加大投入。煤炭生態(tài)環(huán)境的治理，要本著及時、重視、多投入的原則。治理越及時，造成的不良影響就越小。應(yīng)當(dāng)增加環(huán)境治理的投入，現(xiàn)在多投入是為長遠(yuǎn)的利益做打算。國家應(yīng)該鼓勵企業(yè)增加環(huán)保投入，并給予一定的政策優(yōu)惠。形成從社會到企業(yè)到個人的層次。

3) 強(qiáng)化自律。加強(qiáng)宣傳和加大投入都是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)，而執(zhí)行的好與壞取決于企業(yè)的自律意識，能否很好地貫徹執(zhí)行環(huán)境保護(hù)是非常重要的因素。因此，企業(yè)必須形成自律的機(jī)制，能夠意識到企業(yè)的社會責(zé)任，在追求經(jīng)濟(jì)利益的同時兼顧可持續(xù)發(fā)展。這樣才能從根本保證良好的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)論

1) 利用層次分析法，考慮煤礦企業(yè)特點，建立了煤礦生態(tài)環(huán)境綜合評價體系，并進(jìn)行了定量分析。分析結(jié)果顯示，人文環(huán)境情況對生態(tài)環(huán)境的影響比較大；具體指標(biāo)中，植被覆蓋率、企業(yè)自律情況、礦產(chǎn)品味權(quán)重較大，是影響生態(tài)環(huán)境的重要因素。

2) 該評價體系具有良好的一致性?？梢栽趯嵺`中加以運行，能夠綜合、定量的反應(yīng)煤礦生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。

[1] 王玉梅，趙鐵英.基于模糊層次分析法的煤礦電網(wǎng)電壓態(tài)勢預(yù)警研究[J].工礦自動化,2009,8(8)：1-5.

[2] 朱文安.淺析煤礦供電系統(tǒng)保護(hù)與事故的控制措施[J].科技信息.2011(19)：772.

[3] 高蘭恩.煤礦供電事故多發(fā)的原因及防范措施分析[J].煤炭技術(shù)，2013，32(4)：36-38.

Research on comprehensive evaluation and measures of coal mine ecological environment based on AHP

PENG Jing

(Department of Environmental Protection, Datong Coal Mine Group Co., Ltd., Datong Shanxi 037003, China)

Based on the analytic hierarchy process (AHP) and the characteristics of coal mine enterprises, a comprehensive evaluation system of coal mine ecological environment was established, and quantitative analysis was made. The results show that the human environment has a greater impact on the ecological environment. In the specific indicators, the vegetation coverage, the self-discipline of enterprises and the mineral tastes are significant, which are vital factors affecting the ecological environment. The evaluation system has good consistency. It can be carried out in practice, and is one of the means of comprehensive and quantitative analysis of the ecological environment of coal mine currently.

analytic hierarchy process; coal mine; ecological environment; evaluation

2017-03-26

彭 婧，女，1984年出生，2011年畢業(yè)于南昌大學(xué)，工程師，碩士學(xué)位，主要從事礦山環(huán)境保護(hù)管理與研究工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.04.51

TD167

A

1004-7050(2017)04-0146-04

環(huán)境保護(hù)