河南省典型綠色礦山特征及其建設(shè)重點(diǎn)

楊 琳,袁海明,王 濤

(1.河南省豫地科技集團(tuán)有限公司,河南 鄭州 450000;2.河南省第六地質(zhì)大隊(duì)有限公司,河南 鄭州 451460;3. 河南省國(guó)土空間調(diào)查規(guī)劃院,河南 鄭州 450053)

在全球環(huán)境與資源問(wèn)題日益突出的環(huán)境下[1-3],中國(guó)作為碳排放量最高的國(guó)家,積極響應(yīng)環(huán)境生態(tài)反饋與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求[4-6],提出“雙碳”目標(biāo)和綠色發(fā)展理念[7-9]。盡管礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障[10-12],但礦山建設(shè)必須要堅(jiān)持綠色理念和可持續(xù)發(fā)展道路。因此,基于礦產(chǎn)資源綜合利用的綠色礦山建設(shè)是我國(guó)踐行綠色發(fā)展理念和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中不可或缺的一環(huán)[13-15]。

對(duì)綠色礦山的研究,主要集中于明確綠色礦山定義[16-17]、建設(shè)綠色礦山制度體系[17-19]、構(gòu)建動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[20-22]、探索綠色建設(shè)模式[23-25]等,與我國(guó)綠色礦山發(fā)展的地方探索時(shí)期(2003—2006年)、國(guó)家重視及推動(dòng)期(2007—2011年)、高速發(fā)展期(2012—2016年)和規(guī)范化時(shí)期(2017—)等4個(gè)階段[26-27]相互對(duì)應(yīng)。綠色礦山是一個(gè)多維的系統(tǒng)概念,是以保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低資源消耗、追求可循環(huán)經(jīng)濟(jì)為目標(biāo),綠色發(fā)展與生態(tài)保護(hù)理念應(yīng)貫穿于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程。關(guān)于綠色礦山建設(shè)制度與評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建,國(guó)內(nèi)各省基于省內(nèi)礦產(chǎn)資源特征與生產(chǎn)實(shí)踐,總結(jié)符合省情的4-6類的1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)與多類次級(jí)指標(biāo)來(lái)制定綠色礦山建設(shè)制度和構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系[28-29]。評(píng)價(jià)方法有專家評(píng)價(jià)方法(第三方評(píng)估等)、運(yùn)籌學(xué)與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法(數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法或模糊綜合評(píng)判法等)、新型評(píng)價(jià)方法(人工智能評(píng)價(jià)法、灰色綜合評(píng)價(jià)法等)及綜合判定法(AHP+模糊數(shù)學(xué)判定法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等)[30-33],但大多數(shù)研究以單個(gè)綠色礦山為研究對(duì)象,以某個(gè)區(qū)域內(nèi)多個(gè)綠色礦山為研究對(duì)象的做評(píng)價(jià)工作研究的不多,難以對(duì)區(qū)域性宏觀相關(guān)特征進(jìn)行總結(jié)。

本文以河南省內(nèi)49家典型綠色礦山為例,在綠色礦山基本特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合河南省礦產(chǎn)資源分布現(xiàn)狀(圖1)以及河南省綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)的6類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(礦區(qū)環(huán)境、資源開(kāi)發(fā)利用、資源綜合利用、節(jié)能減排、科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山、企業(yè)管理與企業(yè)形象),利用皮爾遜相關(guān)性分析和G(基尼指數(shù))分析的評(píng)價(jià)方法探討評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的聯(lián)系,總結(jié)河南省綠色礦山宏觀特征,分析綠色礦山建設(shè)重點(diǎn),以期為河南省進(jìn)一步推動(dòng)省內(nèi)綠色礦山建設(shè)提供參考。

圖1 河南省礦產(chǎn)資源分布略圖

1 河南典型綠色礦山特征

1.1 河南新莊煤礦典型綠色礦山特征

河南省神火煤電股份有限公司為推進(jìn)新莊煤礦綠色礦山建設(shè),成立新莊煤礦綠色礦山建設(shè)委員會(huì),制定綠色礦山管理體系,目前各項(xiàng)綠色礦山建設(shè)工作運(yùn)行正常,檔案齊全。礦區(qū)南北長(zhǎng)約7.5 km,東西寬約3 km,面積約20.436 7 km2,綠化面積17 624.3 m2,礦區(qū)覆蓋率100%。礦區(qū)環(huán)境建設(shè)符合《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50187-2012)。廠區(qū)建有危廢專用庫(kù)房、2座生活污水處理系統(tǒng)和2座礦井水處理系統(tǒng),資源綜合利用建設(shè)良好。采煤方法采用走向長(zhǎng)壁或傾向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤方法,洗選尾礦產(chǎn)品均采用干法排放,能高效開(kāi)發(fā)利用資源。節(jié)能減排建設(shè)執(zhí)行力度大,煤礦采取多種措施與政策落實(shí)、推動(dòng)節(jié)能減排建設(shè)。2020年投入主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的2.63%進(jìn)行科技研發(fā)及技改,不斷推動(dòng)科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山建設(shè),其中,新莊煤礦采掘作業(yè)綜合機(jī)械化率達(dá)到100%,運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化率已經(jīng)達(dá)到70%以上,煤流系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)從工作面到選煤地點(diǎn)的全過(guò)程自動(dòng)化。

1.2 總體特征

1.2.1 礦種分布類型

河南省49家入庫(kù)綠色礦山開(kāi)采礦種可劃分為煤礦、有色金屬礦、非金屬礦、黑色金屬及建筑石料石材礦等5類。其中,以煤礦類綠色礦山占比最高,為40.82%;有色金屬礦類綠色礦山占比6.12%,涉及鉬礦、鋁土礦及高鋁黏土礦等;非金屬與建材礦類綠色礦山占比46.94%,非金屬礦種主要為灰?guī)r礦和石灰?guī)r礦,灰?guī)r礦中又包括水泥用灰?guī)r和其他用途灰?guī)r礦種,建材類礦種主要為建筑用大理石及建筑石料用灰?guī)r礦;黑色金屬礦類綠色礦山占比6.12%,主要為鐵錳礦(圖2a)。

河南省典型綠色礦山與全國(guó)661家國(guó)家級(jí)綠色礦山試點(diǎn)單位礦種分布均具有能源類、非金屬及建材礦類綠色礦山高占比特征(圖2)。國(guó)內(nèi)能源礦類綠色礦山(煤礦、油氣)尤其是煤礦類綠色礦山的高占比(圖2b),表明“雙碳”背景下我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主導(dǎo)能源仍然是煤炭,煤礦類綠色礦山建設(shè)仍然是河南省乃至全國(guó)綠色礦山建設(shè)問(wèn)題的重點(diǎn)[34-35]。而河南省內(nèi)非金屬及建材類綠色礦山46.94%的高占比(遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)平均占比18.46%)則表明河南省為全國(guó)基建工作提供堅(jiān)實(shí)的耗材保障(圖2a)。河南省內(nèi)低占比的金屬礦類綠色礦山則是河南省綠色礦山建設(shè)工作中的薄弱點(diǎn)(圖2a),也側(cè)面突出河南省金屬礦產(chǎn)資源的稀缺。

2.2 開(kāi)采方式特征

河南省綠色礦山開(kāi)采方式主要為地下開(kāi)采和露天開(kāi)采2種。其中,地下開(kāi)采類綠色礦山占比42.86%,僅涉及煤礦類綠色礦山(占比40.82%)和黑色金屬礦類綠色礦山(占比2.04%)2類;露頭開(kāi)采占比57.14%,涉及大部分黑色金屬礦類綠色礦山,全部的有色金屬礦、非金屬及建材礦類綠色礦山。

圖2 典型綠色礦山開(kāi)采礦種分類占比圖

能源類綠色礦山全部以地下開(kāi)采為主,非能源類礦山大部分以露天開(kāi)采為主,這主要與受到能源類礦產(chǎn)形成時(shí)期(尤其是聚煤期)的地質(zhì)條件和后期保存條件有關(guān)[36-37]。

2 典型綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)特征

2.1 綠色礦山特征對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分的影響

(1)礦種類型對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

不同礦種類型的綠色礦山的建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分差異較大。其中,煤礦類的綠色礦山的礦區(qū)環(huán)境和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山指標(biāo)得分均高于其他礦種類型,這得益于政府對(duì)于能源行業(yè)環(huán)保問(wèn)題的重視與數(shù)字化社會(huì)的快速發(fā)展(圖3)。盡管各類綠色礦山由于資金、設(shè)備、政策等原因?qū)е沦Y源開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)生較大差異,但各企業(yè)在各自有限的條件,利用高效的企業(yè)管理最大限度地對(duì)資源進(jìn)行有效整合并綜合利用,同時(shí)也保證企業(yè)自身形象。黑色金屬礦類綠色礦山僅企業(yè)管理與企業(yè)形象一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分高于平均值,其他5項(xiàng)指標(biāo)均低于平均得分,這表明河南省綠色礦山建設(shè)中黑色金屬礦種綠色礦山建設(shè)是極其薄弱的一環(huán)。

圖3 不同類型綠色礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)得分分布直方圖

(2)開(kāi)采方式對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

不同開(kāi)采方式對(duì)礦區(qū)環(huán)境、資源開(kāi)發(fā)利用、資源綜合利用、節(jié)能減排、企業(yè)管理與企業(yè)形象等5類評(píng)價(jià)指標(biāo)得分影響較小,但對(duì)科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山指標(biāo)得分的影響異常明顯(圖4)。地下開(kāi)采類綠色礦山的科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山得分明顯高于露天開(kāi)采類綠色礦山(圖4),這一指標(biāo)的過(guò)大差異導(dǎo)致地下開(kāi)采類綠色礦山建設(shè)綜合評(píng)價(jià)優(yōu)于露天開(kāi)采類綠色礦山。這表明社會(huì)發(fā)展對(duì)能源的需求促使能源產(chǎn)業(yè)成為科技創(chuàng)新的首要受益目標(biāo),同時(shí)地下開(kāi)采環(huán)境的復(fù)雜性和高危險(xiǎn)性也是促進(jìn)該類綠色礦山科技創(chuàng)新和數(shù)字化建設(shè)的重要因素。

圖4 不同開(kāi)采方式綠色礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)得分折線圖

(3)疫情對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

2020年前后,礦區(qū)環(huán)境、資源開(kāi)發(fā)利用、節(jié)能減排以及企業(yè)管理與企業(yè)形象等4項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分都十分接近,但資源綜合利用以及科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)受時(shí)間因素影響明顯(圖5)。從2020年開(kāi)始,資源綜合利用得分明顯低于2019年(圖5),這可能是由于2019年末至2020年初疫情造成資源供應(yīng)緊張,而在2020年疫情之后,企業(yè)側(cè)重資源開(kāi)發(fā)利用而導(dǎo)致綜合利用率較低。2020—2021年,科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)得分相對(duì)于2019年也有較大的提高,反映河南省數(shù)字化社會(huì)的高速發(fā)展和科技創(chuàng)新的穩(wěn)定進(jìn)步。這也得益于數(shù)字化信息與智能化信息在疫情期間發(fā)揮的巨大貢獻(xiàn),使得社會(huì)對(duì)于數(shù)字化技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用異常重視。

圖5 不同年份綠色礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)得分折線圖

2.2 綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相關(guān)性分析

(1)基本統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)河南省內(nèi)49家典型綠色礦山6類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分,計(jì)算基本統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)如表1。各類評(píng)價(jià)指標(biāo)得分范圍及標(biāo)準(zhǔn)差較大的2項(xiàng)是科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山和資源綜合利用,主要是受疫情、企業(yè)實(shí)力、當(dāng)?shù)卣叩榷嘁蛩毓餐绊?。較小的2項(xiàng)是資源開(kāi)發(fā)利用和礦區(qū)環(huán)境,這表明河南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展充分貫穿綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展理念。

表1 綠色礦山6類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)專家評(píng)分統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

(2)皮爾遜相關(guān)性分析

皮爾遜相關(guān)系數(shù)r在-1～1之間,|r|大于0.05即具有顯著相關(guān)性,越接近1時(shí)代表相關(guān)性越大,并且r>0代表線性正相關(guān),r<0代表線性負(fù)相關(guān);|r|小于0.05、接近0時(shí)代表無(wú)線性相關(guān),但不排除兩者之間存在非線性相關(guān)性[38-39]。皮爾遜相關(guān)系數(shù)等于協(xié)方差除以各自標(biāo)準(zhǔn)差的乘積,即:

通過(guò)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與其他評(píng)價(jià)指標(biāo)得分的皮爾遜相關(guān)系數(shù)可知(表2),礦區(qū)環(huán)境和資源開(kāi)發(fā)利用、礦區(qū)環(huán)境和節(jié)能減排、礦區(qū)環(huán)境和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山、資源綜合利用和節(jié)能減排具有顯著的正相關(guān)關(guān)系;礦區(qū)環(huán)境和企業(yè)管理與企業(yè)形象、資源開(kāi)發(fā)利用和資源綜合利用、資源開(kāi)發(fā)利用和節(jié)能減排、資源開(kāi)發(fā)利用和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山、資源開(kāi)發(fā)利用和企業(yè)管理與企業(yè)形象、資源綜合利用和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山、資源綜合利用和企業(yè)管理與企業(yè)形象均具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

(3)基尼系數(shù)分析

基尼系數(shù)G主要應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)上的判斷收入分配差異,基尼系數(shù)最小等于0,表示收入分配絕對(duì)平均;最大等于1,表示收入分配絕對(duì)不平均[40,41]。將其引申到綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中用于描述各類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)差異,G為0,表示該類評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的主導(dǎo)作用;G為1,表示該類評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的無(wú)貢獻(xiàn)。評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)越大,基尼系數(shù)也越小;反之,評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)越小,基尼系數(shù)也越大。其計(jì)算公式如下:

G=1-2∑(Xi×Yi)

其中,Xi為該類1級(jí)評(píng)級(jí)指標(biāo)得分的累積概率,Yi為綜合評(píng)價(jià)得分的累積比例。

表2 典型綠色礦山6類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)皮爾遜相關(guān)性分析

計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)與綜合評(píng)價(jià)得分的基尼系數(shù)可知(表3),6類1級(jí)指標(biāo)基尼系數(shù)由小到大依次為科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山(0.038)、企業(yè)管理與企業(yè)形象(0.045)、節(jié)能減排(0.059)、資源綜合利用(0.067)、資源開(kāi)發(fā)利用(0.074)和礦區(qū)環(huán)境(0.083),反映科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山在綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)中的重要地位。

3 結(jié)論

(1)能源類地下開(kāi)采式礦山是河南省綠色礦山建設(shè)的重點(diǎn),綠色礦山建設(shè)過(guò)程中要重視突發(fā)事情應(yīng)急管理。綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展理念融入能源主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展必然要求河南省重視省內(nèi)高占比能源類綠色礦山的建設(shè)。2019年突發(fā)疫情事件導(dǎo)致多類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)出現(xiàn)極大的波動(dòng),反映當(dāng)前河南省綠色礦山建設(shè)體系對(duì)突發(fā)事件應(yīng)急管理工作的忽視。

表3 典型綠色礦山6類1級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)與綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)基尼系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

(2)礦區(qū)環(huán)境以及資源開(kāi)發(fā)利用建設(shè)和非能源類綠色礦山的科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山建設(shè)是河南省綠色礦山建設(shè)的薄弱點(diǎn)。礦區(qū)環(huán)境以及資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)綜合評(píng)價(jià)綠色礦山建設(shè)的低貢獻(xiàn)、得分偏差小,體現(xiàn)河南省內(nèi)各企業(yè)對(duì)這兩項(xiàng)建設(shè)工作的共同缺失;而科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分偏差最大,反映了各企業(yè)在該項(xiàng)建設(shè)中出現(xiàn)極不平衡的現(xiàn)象。

(3)河南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展理念的重視確保綠色礦山建設(shè)中資源開(kāi)發(fā)利用和礦區(qū)環(huán)境環(huán)節(jié)的穩(wěn)定;G的低值(0.038)則反映科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山在綠色礦山建設(shè)評(píng)價(jià)中的重要地位。皮爾遜系數(shù)r則表明礦區(qū)環(huán)境和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山(r= 0.093)具有顯著的正相關(guān)關(guān)系;資源開(kāi)發(fā)利用和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山(r= -0.082)、資源綜合利用和科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山(r= -0.074)具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。