基于AHP的煤矿生态环境综合评价及措施研究

彭婧

(大同煤矿集团有限责任公司环境保护处，山西大同 037003)

彭婧

(大同煤矿集团有限责任公司环境保护处，山西大同 037003)

利用层次分析法，结合煤矿企业特点，建立了煤矿生态环境综合评价体系，并进行了定量分析。分析结果显示，人文环境情况对生态环境的影响比较大；具体指标中，植被覆盖率、企业自律情况、矿产品味权重较大，是影响生态环境的重要因素。该评价体系具有良好的一致性。可以在实践中加以运行，是综合、定量地分析煤矿生态环境现状的手段之一。

层次分析法；煤矿；生态环境；评价

引言

煤炭开采为工业的发展提供了基本的保障，也造成了生态的破坏，带来了一系列生态环境问题。加强煤炭开采管理与环境保护已经成为一项非常重要的工作。而煤矿生态环境的综合评价工作是一项非常重要的基础任务。评价体系涉及到多个学科的交叉，因此，研究适合煤矿企业的生态环境影响评价体系是非常有必要的。目前，国内很多学者对煤矿开采导致的生态问题和评价进行了研究[1]。不过在评价时，多集中于生态环境质量的评价，结合煤矿本身特点的评价较少。

本文通过层次分析法，建立不同因素对煤矿生态环境影响的评价体系，结合定性分析，以此探索一种更加完善的、量化的评价方法，为生态环境综合评价提供科学的依据。

1 煤矿生态环境污染现状分析

目前，我国环境污染和生态破坏等问题越来越突出。煤炭是我国工业发展的基础能源之一，煤炭的大规模开采和加工，给环境和生态造成了很大的不良影响。山西省是煤炭生产大省，受全省发展格局的影响，存在着很多环境和生态破坏问题。

1.1 地表塌陷

在山西省，95%以上的煤炭开采是井工开采，因此导致了严重的地表塌陷。据统计，原煤开采达到1万t就会导致2 000 m2的土地塌陷[2]。地表塌陷会加剧水土流失，造成泥石流、山坡滑移等地质灾害。

1.2 煤矿废水污染

煤炭开采时，矿井水有很大一部分没有经过处理被直接排放，这样既导致了水资源的浪费，又造成了严重的环境污染。矿井废水进入农田会导致作物减产、进入河流会导致鱼类致病、进入地下会污染水源。

1.3 大气污染

煤炭的燃烧会对大气造成污染和破坏。煤炭燃烧后，其中80%以上的硫会转化为一氧化硫进入大气，之后，可能会形成酸雨降落到地面，导致土壤、森林、建筑受到损害；煤燃烧排放的一氧化氮、二氧化氮等气体可能会造成肺气肿、肺癌等严重疾病；一氧化碳则会导致温室效应[3]。另外，煤燃烧排出的烟尘中也含有危害物质。

1.4 固体废物污染

煤炭开采和加工中会伴随有很多的固体废物的排出，如，煤矸石、粉煤灰、炉渣等。这些固体废物的排放占用了土地，自燃有可能造成大气污染，还有可能导致堆积物滑坡、矸石山爆炸等灾害。

1.5 噪音污染

煤炭开采和加工需要用到大量大功率设备，这些设备在使用中会产生大量噪音。由于井下工作环境狭窄封闭，噪音会与岩壁、煤壁进行反射叠加，使得噪音更大；而地面噪声则具有分贝大、持续时间长等特点，这些都严重危害矿工的身体健康。

2 基于AHP的煤矿生态评价体系

2.1 体系构建

在AHP分析中，所有评价的影响因素都是通过具体的指标来体现的。指标的选择要通过对评价目标的详细分析，过滤掉不重要的因素，留下重要指标。本文通过与技术人员、管理人员的沟通，选择了因素并建立了评价体系结构，如图1所示。

图1 评价体系结构示意图

2.2 判断矩阵的建立

在AHP分析法中，判断矩阵的建立是通过对各个指标相互比较而得到量化标度。其原理如下，如果X因素与其下层因素Y1、Y2……Yn有关联，则其判断矩阵如式(1)所示：

(1)

式(1)中，xij的取值是通过Yi(i=1,2,3,……,n)和Yj(j=1,2,3,……,n)相对重要性度量值而确定的。度量标准如表1所示，其中，度量标准为2，4，6，8时，说明度量标准介于表1中2个相邻度量等级之间。

根据式(1)对图1的评价体系构造A层～B层、B层～C层的判断矩阵分别为：

表1 度量标准

上述矩阵中，矩阵A是对地质环境、污染情况、人文指数比较评价，矩阵B1、B2、B3是指对具体指标的分别评价。

2.3 权重计算及一致性检验

1) 权重计算

H=(h1,h2,Λ,hn)T

(2)

H也是XH=λmaxH最大特征根λmax对应的特征向量。由此求得λmax为式(3)：

(3)

根据式(2)和式(3)求得判断矩阵A、B1～B3所对应的特征向量(即权重值)和λmax，计算结果如表2所示，λmaxA=3.037。

表2 判断矩阵计算结果

由HA可以看出，在A层～B层中，人文环境情况(b1)的值为0.605，权重最大，应该作为重点；另外，生态环境情况(b2)权重高于煤矿自然情况(b3)。根据HB1、HB2和HB3可以看出，权重较大的为企业自律情况(c1)、大众环保意识(c2)、植被覆盖率(c4)、矿产品味(c7)、剥采比(c8)，显然，这些方面对生态环境影响较大。

2) 一致性检验[见式(4)、式(5)]

CR=CI/RI

(4)

CI=(λmax-n)/(n-1)

(5)

式中：CR为判断矩阵的随机一致性比率，如果CR<0.10，层次单排序结果就有满意的一致性，否则需要重新取值；CI为判断矩阵的一致性指标；RI为平均随机一致性指标，取值如表3所示。

表3 平均随机一致性标准

由式(4)和式(5)求得所有判断矩阵的CR均小于0.10，说明结果均具有满意的一致性。

2.4 层次总排序及总一致性检验

最底层各影响因素C1、C2,……,C9对最高层因素A(总目标)的影响权重向量为式(6)、式(7)：

Q=[q1,q2,…,q9]T

(6)

qk=ckbt

(7)

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

式中:Q为因素C1、C2,…,C9对A层影响的权重向量；qk为C层因素对A层影响的权重值；ck为C层因素对B层影响的权重值；bl为B层因素对A层影响的权重值。

所以，由式(6)和式(7)式求得因素总排序，结果见表2所示。

总排序的随机一致性比率见式(8)：

(8)

由式(8)求得CRs<0.10，层次总排序结果通过一致性检验。

从表2可以看出，各具体因素对整个生态环境的影响权重。其中，植被覆盖率(c4)、企业自律情况(c1)、矿产品味(c7)权重较大，是影响生态环境的重要因素。

3 解决措施

1) 加强宣传。保护生态环境，实施可持续发展战略，是功在当代、利在千秋的大事。加强宣传工作可以对环保工作起到引导、推动以及监督的作用。通过大力的宣传，感召更多人自觉加入生态保护工作中。

2) 加大投入。煤炭生态环境的治理，要本着及时、重视、多投入的原则。治理越及时，造成的不良影响就越小。应当增加环境治理的投入，现在多投入是为长远的利益做打算。国家应该鼓励企业增加环保投入，并给予一定的政策优惠。形成从社会到企业到个人的层次。

3) 强化自律。加强宣传和加大投入都是保护生态环境的基础，而执行的好与坏取决于企业的自律意识，能否很好地贯彻执行环境保护是非常重要的因素。因此，企业必须形成自律的机制，能够意识到企业的社会责任，在追求经济利益的同时兼顾可持续发展。这样才能从根本保证良好的生态环境。

4 结论

1) 利用层次分析法，考虑煤矿企业特点，建立了煤矿生态环境综合评价体系，并进行了定量分析。分析结果显示，人文环境情况对生态环境的影响比较大；具体指标中，植被覆盖率、企业自律情况、矿产品味权重较大，是影响生态环境的重要因素。

2) 该评价体系具有良好的一致性。可以在实践中加以运行，能够综合、定量的反应煤矿生态环境现状。

[1] 王玉梅，赵铁英.基于模糊层次分析法的煤矿电网电压态势预警研究[J].工矿自动化,2009,8(8)：1-5.

[2] 朱文安.浅析煤矿供电系统保护与事故的控制措施[J].科技信息.2011(19)：772.

[3] 高兰恩.煤矿供电事故多发的原因及防范措施分析[J].煤炭技术，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年毕业于南昌大学，工程师，硕士学位，主要从事矿山环境保护管理与研究工作。

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

TD167

1004-7050(2017)04-0146-04

环境保护