煤炭資源安全綠色高效開發(fā)綜合評(píng)價(jià)研究＊

張金鎖 劉春光 張 偉 袁顯平

(西安科技大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)與管理研究中心，陜西省西安市，710054)

1 引言

安全、綠色、綠色是煤炭資源科學(xué)開發(fā)的核心標(biāo)志。通過走本質(zhì)安全、環(huán)境友好和高效節(jié)約的科學(xué)開發(fā)之路，實(shí)現(xiàn)煤炭資源安全綠色高效開發(fā)，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的必由之路。目前，在微觀層面上，針對(duì)煤礦的安全綠色高效開發(fā)綜合評(píng)價(jià)研究已取得了一定的進(jìn)展。但是，在宏觀層面上，對(duì)煤炭礦區(qū)的安全綠色高效開發(fā)水平的評(píng)價(jià)研究仍然是空白。因此，有必要結(jié)合我國(guó)具體煤炭產(chǎn)區(qū)，對(duì)煤炭礦區(qū)安全綠色高開發(fā)水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，在進(jìn)一步豐富我國(guó)煤炭資源科學(xué)開發(fā)評(píng)價(jià)方法的同時(shí)，揭示出制約不同礦區(qū)煤炭資源科學(xué)開發(fā)的主要問題，為政府部門有針對(duì)性地制定相關(guān)政策提供參考。

陜西省是我國(guó)重要的煤炭工業(yè)基地之一，全省含煤總面積約57000km2，累計(jì)探明資源量1700億t，保有資源量位居全國(guó)第三位，這些資源主要分布在陜北侏羅紀(jì)煤田、陜北石炭二疊紀(jì)煤田，陜北三疊紀(jì)煤田、渭北石炭二疊紀(jì)煤田和黃隴侏羅紀(jì)煤田，即陜北、渭北和黃隴三大礦區(qū)。2012年，陜西省生產(chǎn)煤炭4.63億t，同比增產(chǎn)5800萬t，增長(zhǎng)14.3%，穩(wěn)居全國(guó)第三位；實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值2100億元，同比增加328億元，提高18.5%，占陜西工業(yè)總產(chǎn)值的12.23%。近年來，在支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和為社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，陜西煤炭產(chǎn)業(yè)也存在一些亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。一是安全生產(chǎn)壓力加大，隨著區(qū)內(nèi)煤炭開發(fā)規(guī)模加大，礦井瓦斯、水患、煤層自燃等安全隱患愈發(fā)突出，治理和防范難度大。二是生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。大規(guī)模煤炭開發(fā)引起了地表塌陷、水位下降、植被破壞，礦井生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。三是煤炭資源采出率低，區(qū)內(nèi)國(guó)有煤礦資源采出率為45%左右，民營(yíng)煤礦資源采出率約為15%～20%，遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。為此，本研究將結(jié)合陜西省煤炭資源賦存和產(chǎn)業(yè)布局特點(diǎn)，考慮煤炭資源賦存、開發(fā)條件和環(huán)境容量較大的區(qū)際差異性和較大的區(qū)內(nèi)同質(zhì)性，對(duì)陜西省陜北、黃隴和渭北三大礦區(qū)的煤炭資源安全綠色高效開發(fā)狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提出實(shí)現(xiàn)陜西省煤炭資源可持續(xù)開發(fā)的政策建議。

2 評(píng)價(jià)方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

本研究從安全、綠色、高效3個(gè)維度出發(fā)，選取了代表性指標(biāo)對(duì)陜西省煤炭資源安全綠色高效開發(fā)水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。指標(biāo)選取的過程分兩步進(jìn)行:第一步是對(duì) “煤炭工業(yè)安全高效礦井申報(bào)表”(中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)，2012)、“煤炭行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”(國(guó)家發(fā)改委，2006)和 “清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)—煤炭采選業(yè)” (環(huán)境保護(hù)部，HJ446-2008)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范性文件，以及已有相關(guān)研究 (王曉宇、盧明銀等，李潔、盧明銀等，李東印、李化敏等)進(jìn)行梳理，并從中初步選取指標(biāo)，形成初始指標(biāo)集；第二步是就初始指標(biāo)集進(jìn)行專家咨詢，通過增加和剔除相關(guān)指標(biāo)，在進(jìn)一步保證指標(biāo)選取合理性的同時(shí)，使最終形成的指標(biāo)體系切合陜西省煤炭資源開發(fā)的實(shí)際，經(jīng)過3輪專家咨詢，最終形成的指標(biāo)體系，見表1。

表1 安全綠色高效開發(fā)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

由于煤礦安全綠色高效開發(fā)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有多因素和多層次性，采用傳統(tǒng)的專家打分法確定各層次指標(biāo)的相對(duì)重要性難以準(zhǔn)確可靠，因此本研究采用層次分析法 (AHP)來確定這些指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)值，所建立的層次分析結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為了使綜合評(píng)價(jià)得以定量化、精準(zhǔn)化，形成數(shù)值判斷矩陣而便于相關(guān)計(jì)算，根據(jù)層次分析法理論有關(guān)定義，建立判斷矩陣的標(biāo)度，如表2所示。

按照表2的標(biāo)準(zhǔn)，采用德爾菲法對(duì)煤炭資源安全綠色高效開發(fā)綜合評(píng)價(jià)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行成對(duì)比較，分別構(gòu)建出各層各指標(biāo)的判斷矩陣，得到各層次指標(biāo)的權(quán)重值。

圖1 安全綠色高效評(píng)價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)

表2 判斷矩陣的標(biāo)度及含義

2.3 評(píng)價(jià)模型

設(shè)評(píng)價(jià)單位為m個(gè)，記為Y＝ ｛y1，y2，……，ym｝；模型層次為p層，每層的指標(biāo)個(gè)數(shù)為n個(gè)。評(píng)價(jià)指標(biāo)分為單指標(biāo)、合指標(biāo)和根指標(biāo)，記為X＝ ｛Xd，Xh，Xg｝，對(duì)不同類型的評(píng)價(jià)指標(biāo)建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型。

2.3.1 單指標(biāo)評(píng)判

對(duì)于某個(gè)層次k(k＝1，2，……p)評(píng)價(jià)單位i(i＝1，2，……m)的單個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)j(j＝1，2，……n)，記為xkij，其值根據(jù)實(shí)際調(diào)查分析獲取的數(shù)據(jù)，通過歸一化處理得出的取值x＊kij。歸一化后變量在[0，1]之間取值。根據(jù)指標(biāo)性質(zhì)的不同，分成越大越好型和越小越好型。

對(duì)于越大越好型指標(biāo)，用式1進(jìn)行歸一化處理。

對(duì)于越小越好型指標(biāo)，用式2進(jìn)行歸一化處理。

2.3.2 合指標(biāo)評(píng)判

合指標(biāo)評(píng)判從層次模型的最低層次開始自下而上一次進(jìn)行，包括指標(biāo)值、權(quán)重、評(píng)價(jià)值的構(gòu)建，用式3、式4和式5進(jìn)行評(píng)判處理。

2.3.3 根指標(biāo)評(píng)判

根指標(biāo)評(píng)判是對(duì)合指標(biāo)的綜合評(píng)判，可根據(jù)和指標(biāo)的數(shù)量，采用式5相類似的方法進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，其評(píng)判模型的計(jì)算公式為式6。

2.4 數(shù)據(jù)來源

通過問卷調(diào)查、實(shí)地調(diào)研和資料分析，獲得了2012年陜西省三大礦區(qū)煤炭資源安全綠色高效開發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，問卷調(diào)查主要依托陜西省某大型國(guó)有煤炭企業(yè)集團(tuán)進(jìn)行，該集團(tuán)生產(chǎn)礦井分布于陜北、黃隴和渭北礦區(qū)，共發(fā)放問卷24份，其中陜北礦區(qū)5份，渭北礦區(qū)14份，黃隴礦區(qū)5份，獲得有效問卷22份。為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)的代表性，除問卷調(diào)查外，還對(duì)上述3個(gè)礦區(qū)的15個(gè)典型礦井進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，獲得了與分析指標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；另外，為了防范調(diào)查對(duì)象對(duì)數(shù)據(jù)的粉飾和漏報(bào)，還通過收集第三方機(jī)構(gòu)發(fā)布的礦井環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了校正。

表3 二級(jí)指標(biāo)權(quán)重

3 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

3.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

采用德爾菲法，選取相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜?3名，進(jìn)行三輪次反復(fù)意見征詢，得到各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

一級(jí)指標(biāo)權(quán)重分別為:安全0.4718，綠色0.212，高效0.3162。一致性比例為0.0000，對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重1.0000，λmax＝3.0000。

二級(jí)權(quán)重指標(biāo)見表3。

二級(jí)指標(biāo)權(quán)重中，安全的一致性比例為0.0004，對(duì) 總 目 標(biāo) 的 權(quán) 重 為 0.4718，λmax＝8.0038。綠色的的一致性比例為0.0000，對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重為0.2120，λmax＝6.0000。高效的一致性比例為0.0000，對(duì)總目標(biāo)的權(quán)重為0.3162，λmax＝8.0000。

3.2 單指標(biāo)評(píng)判

為了反映三大礦區(qū)煤炭資源安全綠色高效開發(fā)整體狀況，對(duì)取得的礦井相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按所在礦區(qū)計(jì)算平均數(shù)，具體見表4。

將表4對(duì)應(yīng)的各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，按式1和式2進(jìn)行歸一化處理，可得出各個(gè)礦區(qū)單指標(biāo)評(píng)判結(jié)果，如表5所示。

3.3 各礦區(qū)合指標(biāo)評(píng)判

用式5進(jìn)行合指標(biāo)評(píng)判計(jì)算，可得出各個(gè)礦區(qū)合指標(biāo)評(píng)判結(jié)果，如表6所示。

3.4 各礦區(qū)綜合評(píng)判

根據(jù)指標(biāo)相對(duì)重要性及合指標(biāo)評(píng)判值，用式6進(jìn)行綜合評(píng)判計(jì)算，可得出各個(gè)礦區(qū)的綜合評(píng)判結(jié)果，即:陜北0.614108，黃隴0.800049，渭北0.22311。

表4 陜西省各礦區(qū)安全綠色高效開發(fā)指標(biāo)值

一級(jí)指標(biāo) 二級(jí)指標(biāo)／單位礦區(qū)陜北 黃隴 渭北采煤工作面平均年產(chǎn)量／萬高效t 549.2 320 89.76采煤機(jī)械化程度／% 100 100 100掘進(jìn)械化程度／% 99 100 99.14綜采化程度／% 99.34 100 98.92綜掘化程度／% 98.34 100 83.05平均工效／t·工-1 37.86 20.26 4.27噸煤成本／元·t-1 150 230 255煤炭平均回收率／%79.44 85 71.18

表5 陜西省各礦區(qū)安全綠色高效單指標(biāo)評(píng)判值

表6 陜西省各礦區(qū)安全綠色高效合指標(biāo)評(píng)判值

3.5 結(jié)果分析

綜合合指標(biāo)和根指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果可看出:在3個(gè)主要礦區(qū)中，黃隴礦區(qū)煤炭資源安全綠色高效開發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，其安全、綠色評(píng)價(jià)結(jié)果在3個(gè)礦區(qū)中位列第一；對(duì)陜北礦區(qū)而言，其高效開發(fā)水平最高，但較弱的環(huán)境承載力是制約該礦區(qū)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的主要問題；對(duì)渭北礦礦區(qū)而言，安全和開發(fā)效率問題是制約其煤炭工業(yè)健康發(fā)展的主要因素，這主要與渭北礦區(qū)較特殊的資源賦存條件和開發(fā)條件有關(guān)。

4 結(jié)論與建議

根據(jù)陜西省三大礦區(qū)資源賦存、開發(fā)條件和環(huán)境容量的顯著差異的實(shí)際， 建立了煤炭資源安全綠色高效開發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)建立的評(píng)價(jià)模型對(duì)陜西省陜北、黃隴、渭北三大礦區(qū)安全綠色高效開發(fā)水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在陜西省三大礦區(qū)中，黃隴礦區(qū)的安全綠色高效開發(fā)綜合績(jī)效最好，說明黃隴礦區(qū)具有較好的資源賦存條件、開發(fā)條件和環(huán)境承載力，適宜開展煤炭資源大規(guī)模開發(fā)；對(duì)陜北礦區(qū)而言，其資源賦存條件和開發(fā)條件具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是具有建設(shè)千萬噸級(jí)大型現(xiàn)代化礦井方面的條件，但由于環(huán)境承載力不足，該礦區(qū)在擴(kuò)大資源開發(fā)規(guī)模的同時(shí)，應(yīng)著力解決好生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題；渭北礦區(qū)由于資源賦存和開發(fā)條件較差，安全和效率問題一直是制約礦區(qū)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的主要問題，該礦區(qū)煤炭工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展需要合理控制資源開發(fā)規(guī)模。

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