基于AHP的煤礦生態環境綜合評價及措施研究

彭 婧

(大同煤礦集團有限責任公司環境保護處，山西 大同 037003)

基于AHP的煤礦生態環境綜合評價及措施研究

彭 婧

(大同煤礦集團有限責任公司環境保護處，山西 大同 037003)

利用層次分析法，結合煤礦企業特點，建立了煤礦生態環境綜合評價體系，并進行了定量分析。分析結果顯示，人文環境情況對生態環境的影響比較大；具體指標中，植被覆蓋率、企業自律情況、礦產品味權重較大，是影響生態環境的重要因素。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環境現狀的手段之一。

層次分析法；煤礦；生態環境；評價

引 言

煤炭開采為工業的發展提供了基本的保障，也造成了生態的破壞，帶來了一系列生態環境問題。加強煤炭開采管理與環境保護已經成為一項非常重要的工作。而煤礦生態環境的綜合評價工作是一項非常重要的基礎任務。評價體系涉及到多個學科的交叉，因此，研究適合煤礦企業的生態環境影響評價體系是非常有必要的。目前，國內很多學者對煤礦開采導致的生態問題和評價進行了研究[1]。不過在評價時，多集中于生態環境質量的評價，結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環境影響的評價體系，結合定性分析，以此探索一種更加完善的、量化的評價方法，為生態環境綜合評價提供科學的依據。

1 煤礦生態環境污染現狀分析

目前，我國環境污染和生態破壞等問題越來越突出。煤炭是我國工業發展的基礎能源之一，煤炭的大規模開采和加工，給環境和生態造成了很大的不良影響。山西省是煤炭生產大省，受全省發展格局的影響，存在著很多環境和生態破壞問題。

1.1 地表塌陷

在山西省，95%以上的煤炭開采是井工開采，因此導致了嚴重的地表塌陷。據統計，原煤開采達到1萬t就會導致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、山坡滑移等地質災害。

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過處理被直接排放，這樣既導致了水資源的浪費，又造成了嚴重的環境污染。礦井廢水進入農田會導致作物減產、進入河流會導致魚類致病、進入地下會污染水源。

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%以上的硫會轉化為一氧化硫進入大氣，之后，可能會形成酸雨降落到地面，導致土壤、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、肺癌等嚴重疾??；一氧化碳則會導致溫室效應[3]。另外，煤燃燒排出的煙塵中也含有危害物質。

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，還有可能導致堆積物滑坡、矸石山爆炸等災害。

1.5 噪音污染

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

2 基于AHP的煤礦生態評價體系

2.1 體系構建

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

圖1 評價體系結構示意圖

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相互比較而得到量化標度。其原理如下，如果X因素與其下層因素Y1、Y2……Yn有關聯，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。度量標準如表1所示，其中，度量標準為2，4，6，8時，說明度量標準介于表1中2個相鄰度量等級之間。

根據式(1)對圖1的評價體系構造A層～B層、B層～C層的判斷矩陣分別為：

表1 度量標準

上述矩陣中，矩陣A是對地質環境、污染情況、人文指數比較評價，矩陣B1、B2、B3是指對具體指標的分別評價。

2.3 權重計算及一致性檢驗

1) 權重計算

H=(h1,h2,Λ,hn)T

(2)

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

(3)

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

表2 判斷矩陣計算結果

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

2) 一致性檢驗[見式(4)、式(5)]

CR=CI/RI

(4)

CI=(λmax-n)/(n-1)

(5)

式中：CR為判斷矩陣的隨機一致性比率，如果CR<0.10，層次單排序結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；RI為平均隨機一致性指標，取值如表3所示。

表3 平均隨機一致性標準

由式(4)和式(5)求得所有判斷矩陣的CR均小于0.10，說明結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)的影響權重向量為式(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層影響的權重向量；qk為C層因素對A層影響的權重值；ck為C層因素對B層影響的權重值；bl為B層因素對A層影響的權重值。

所以，由式(6)和式(7)式求得因素總排序，結果見表2所示。

總排序的隨機一致性比率見式(8)：

(8)

由式(8)求得CRs<0.10，層次總排序結果通過一致性檢驗。

從表2可以看出，各具體因素對整個生態環境的影響權重。其中，植被覆蓋率(c4)、企業自律情況(c1)、礦產品味(c7)權重較大，是影響生態環境的重要因素。

3 解決措施

1) 加強宣傳。保護生態環境，實施可持續發展戰略，是功在當代、利在千秋的大事。加強宣傳工作可以對環保工作起到引導、推動以及監督的作用。通過大力的宣傳，感召更多人自覺加入生態保護工作中。

2) 加大投入。煤炭生態環境的治理，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。應當增加環境治理的投入，現在多投入是為長遠的利益做打算。國家應該鼓勵企業增加環保投入，并給予一定的政策優惠。形成從社會到企業到個人的層次。

3) 強化自律。加強宣傳和加大投入都是保護生態環境的基礎，而執行的好與壞取決于企業的自律意識，能否很好地貫徹執行環境保護是非常重要的因素。因此，企業必須形成自律的機制，能夠意識到企業的社會責任，在追求經濟利益的同時兼顧可持續發展。這樣才能從根本保證良好的生態環境。

4 結論

1) 利用層次分析法，考慮煤礦企業特點，建立了煤礦生態環境綜合評價體系，并進行了定量分析。分析結果顯示，人文環境情況對生態環境的影響比較大；具體指標中，植被覆蓋率、企業自律情況、礦產品味權重較大，是影響生態環境的重要因素。

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、定量的反應煤礦生態環境現狀。

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

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

[3] 高蘭恩.煤礦供電事故多發的原因及防范措施分析[J].煤炭技術，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年畢業于南昌大學，工程師，碩士學位，主要從事礦山環境保護管理與研究工作。

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

TD167

A

1004-7050(2017)04-0146-04

環境保護