尾矿库生态环境模糊综合评判应急响应体系及治理初探

唐 宇，李瑞军，王海军

（中国国土资源经济研究院，北京101149）

1 模糊数学方法概述

1．1 模糊综合评价的基本原理

模糊综合评价是在考虑多种因素的影响下，运用模糊数学工具对评价对象作出综合评价。设U＝｛u1，u2，L，am｝为描述被评价对象的 m 种因素，V＝｛v1，v2，L，vn｝为刻划每1种因素所处状态的n种决断。这里存在着两类模糊集，以主观赋权为例，一类是标志因素集U中诸元素在人们心目中的重要程度的量，表现为因素集U上的模糊权重向量A＝（a1，a2，L，am）；另一类是 U×R上的模糊关系，表现为m×n模糊矩阵R，这两类模糊集都是人们价值观念或偏好结构的反映。再对这两类集施加某种模糊运算，便得到V上的1个模糊子集B＝（b1，b2，L，bn）。因此，模糊综合评价是指寻找模糊权重向量A＝（a1，a2，L，am）∈F（U），以及1个从 U 到 V 的模糊变换f，即对每一因素ui单独做出1个判断f（ui）＝（ri1，ri2，L，rin）∈F（V），i＝1，2，L，m，据此构造模糊矩阵R＝［rij］m×n∈F（U×V），其中rij表示因素ui具有评语vj的程度。进而求出模糊综合评价B＝（b1，b2，L，bn）∈F（V）。

其中bj表示被评价对象具有评语vj的程度，即vj对模糊集B的隶属度。由此可见，对于因素U上的权重模糊向量 A＝（a1，a2，L，am），通过 R变换为决断集V上的模糊集B＝AR，于是（U，V，R）构成1个综合评价模型。

1．2 模糊综合评价的合成算子分析

在模糊综合评价的基本公式B＝AR中，A与R如何合成，对综合评价结果有很大的影响。因此，合成算子的选择很重要，不同的算子适合解决不同的实际问题。表1对常用的4个合成算子作了一些比较。

对综合评价而言，M（·，8）较为合适并在实际中常被采用，即，

表1 模糊合成算子的比较

2 尾矿库生态环境模糊综合评判应急响应体系

2．1 尾矿库生态环境质量模糊综合评价的基本步骤

1）指标体系的建立。根据指标体系的建立原则，结合尾矿库环境状况的实际特点，建立了如图1所示的指标体系。

2）各层评价指标的权重分配。指标权重是以定量方式反映各项指标在整体中所占的比重。它在很大程度上决定了评价指标体系的有效性，因而要尽可能地在正确认识事物本质的基础上做出符合实际的权重分配。

3）建立评语集为｛差，较差，中，较好，好｝，并根据专家评分得出第3层次的模糊关系综合矩阵Ri。

4）根据公式Bi＝AiRi求出各因素的模糊评价矩阵Bi。

5）建立总模糊评价矩阵R。

6）由公式Bi＝AiRi求出尾矿库环境质量模糊综合评价矩阵。

7）尾矿库环境质量总得分的计算。

尾矿库环境质量模糊综合评价表明了系统的环境质量按5个等级评价时所得结果的分布，如对各种级别都按百分制给分（表2），可求得系统的总得分f：f＝e1b1＋e2b2＋e3b3＋e4b4＋e5b5。

8）环境质量等级的确定：根据系统的总得分由表3，可知尾矿库的环境质量等级。

表2 环境质量级别赋分

表3 系统得分与环境质量级别对照

2．2 案例分析

江西某尾矿坝采用管架式筑坝，全部坝体由黏土经过分层压实筑成，坝体渗透系数为1．01～2．26m／d。尾矿坝基岩为花岗岩和含砾砂岩。到退役时，尾矿库共堆积尾矿石约43×105t，尾矿库坝址汇水面积1．72km2。研究资料表明，矿区所在地区的地震强度为Ⅵ度，百年一遇洪水水位为52．8m，千年一遇洪水水位为53．6m，此尾矿坝属于Ⅲ级水工构筑物。

根据此尾矿库的具体情况，由专家评分法对指标体系中各因素及其子因素赋予权值（权向量分别为A和Ai），并由专家评分法建立第3层次的模糊关系综合矩阵Ri，由Bi＝AiRi可计算出每个因素的模糊综合评价结果Bi，详见表4、表5。从而得到第二层次的模糊关系综合矩阵R（R＝［B1，B2，B3，B4，B5］T）。

表4 各层次评价指标的权重分配

尾矿环境质量的模糊综合评价矩阵为：

根据f＝e1b1＋e2b2＋e3b3e4b4＋e5b5，查表4、表5可知，系统总得分为64．125，尾矿库环境质量综合评价为“中”。

3 尾矿库生态环境综合治理

尾矿库生态环境防治主要包括：“三废”（废水、废气、废渣）的防治，尾矿滤液对周边土壤和水体污染的防治，因尾矿库溃坝造成的滑坡、泥石流等灾害的防治等。下面分别从各类问题防治思路上开展尾矿库生态环境综合治理。

3．1 “三废”防治

3．1．1 废气治理

尾矿废气防治主要针对尾矿露天堆放而产生的扬尘，以及尾矿库内部分易挥发物质（诸如和部分有机物堆积而自燃）的排放问题。因此，从工程手段上，多为拉网覆盖尾矿库，并定期进行洒水、覆绿，减少这类环境问题。

3．1．2 废水处理

我国矿山排放的废水种类主要有酸性废水、含悬浮物的废水、含盐废水和选矿废水等。为防止对环境的污染，目前主要从改革工艺、更新设备、减少废水和污染物排放，提高水的重复利用率；以废治废、将废水作为一种资源综含利用三个方面进行治理。

3．1．3 废渣处理

矿山废渣的处理主要是综合利用，即废渣减量化、资源化、能源化。这是一项保护环境、保护一次原材料、促进增产节约的有效措施。综合而言，矿业废渣占全国固体废物总量的一半，但处置利用率最低，对矿山环境的影响大。从各类矿业看，煤炭、建材非金属采选业的废渣利用率较高，而黑色金属采选业的废渣处置率较高。

3．2 尾矿库诱发的地质灾害及生态环境影响防治

3．2．1 泥石流防治

矿山泥石流通常发生在尾矿库闭库前以及部分老病库闭库后，长期疏于监管，受季节性雨水冲刷而造成。因此，对尾矿库泥石流防治的关键是预防。我国目前所采取的预防措施主要有，合理选择剥离物排弃场场址，慎重采用“高台阶”的排弃方法；清除地表水对剥离排弃物的不利影响；有计划地安排岩土堆置、复垦等。对泥石流的治理，可采取生物措施（如植树、种草），但其时间长、见效慢。目前除加强排土场和尾矿库的管理外，大多采用工程治理措施，主要是栏挡、排导及跨越措施。

3．2．2 尾矿淋滤液对周边环境影响的防治

针对尾矿库淋滤液对周边水体和土壤的影响问题，我国自20世纪70年代起，开始在一些矿山相继采用防渗帷幕、防渗墙等工程，堵截尾矿库淋滤液，并在尾矿库下游构筑尾矿库淋滤液池塘，集中收集这些废水，进而通过工程措施、生物化学措施等手段进行无害化处理后排放，取得了显著的环境效益和经济效益。

表5 各层次模糊关系综合矩阵

［1］ 邵坤．浅析尾矿对环境的影响［J］．有色矿冶，2008（2）：43－45．

［2］ 张渊，李俊峰，索崇慧．矿山尾矿综合利用及其环境治理的意义［J］．农业与技术，2000（1）：56．

［3］ 张莲宝，管志炜．21世纪的新型资源——尾矿资源的开发［J］．江西地质，2000（3）：176－179．

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［5］ 郭敏，卢业授，贾志红．我国大宗尾矿废石资源化对策研究［J］．中国矿业，2009，18（1）：35－37．

［6］ 黄敬军．江苏矿山生态地质环境问题及防治对策［J］．江苏地质，2002（4）：216－220．

［7］ 张兴凯，王启明，相桂生．金属非金属尾矿库安全现状及分析［J］．中国安全生产科学技术，2006（2）：60－62．

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