煤炭资源安全绿色高效开发综合评价研究＊

张金锁 刘春光 张 伟 袁显平

(西安科技大学能源经济与管理研究中心，陕西省西安市，710054)

1 引言

安全、绿色、绿色是煤炭资源科学开发的核心标志。通过走本质安全、环境友好和高效节约的科学开发之路，实现煤炭资源安全绿色高效开发，是实现我国煤炭产业健康、可持续发展的必由之路。目前，在微观层面上，针对煤矿的安全绿色高效开发综合评价研究已取得了一定的进展。但是，在宏观层面上，对煤炭矿区的安全绿色高效开发水平的评价研究仍然是空白。因此，有必要结合我国具体煤炭产区，对煤炭矿区安全绿色高开发水平进行综合评价，在进一步丰富我国煤炭资源科学开发评价方法的同时，揭示出制约不同矿区煤炭资源科学开发的主要问题，为政府部门有针对性地制定相关政策提供参考。

陕西省是我国重要的煤炭工业基地之一，全省含煤总面积约57000km2，累计探明资源量1700亿t，保有资源量位居全国第三位，这些资源主要分布在陕北侏罗纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田，陕北三叠纪煤田、渭北石炭二叠纪煤田和黄陇侏罗纪煤田，即陕北、渭北和黄陇三大矿区。2012年，陕西省生产煤炭4.63亿t，同比增产5800万t，增长14.3%，稳居全国第三位；实现工业产值2100亿元，同比增加328亿元，提高18.5%，占陕西工业总产值的12.23%。近年来，在支援国家经济建设和为社会发展做出了重要贡献的同时，陕西煤炭产业也存在一些亟待解决的问题，主要表现在以下3个方面。一是安全生产压力加大，随着区内煤炭开发规模加大，矿井瓦斯、水患、煤层自燃等安全隐患愈发突出，治理和防范难度大。二是生态环境破坏严重。大规模煤炭开发引起了地表塌陷、水位下降、植被破坏，矿井生态环境严重恶化。三是煤炭资源采出率低，区内国有煤矿资源采出率为45%左右，民营煤矿资源采出率约为15%～20%，远低于国家规定标准。为此，本研究将结合陕西省煤炭资源赋存和产业布局特点，考虑煤炭资源赋存、开发条件和环境容量较大的区际差异性和较大的区内同质性，对陕西省陕北、黄陇和渭北三大矿区的煤炭资源安全绿色高效开发状况进行综合评价，提出实现陕西省煤炭资源可持续开发的政策建议。

2 评价方法与数据来源

2.1 评价指标选取

本研究从安全、绿色、高效3个维度出发，选取了代表性指标对陕西省煤炭资源安全绿色高效开发水平进行综合评价。指标选取的过程分两步进行:第一步是对 “煤炭工业安全高效矿井申报表”(中国煤炭工业协会，2012)、“煤炭行业清洁生产评价指标体系”(国家发改委，2006)和 “清洁生产标准—煤炭采选业” (环境保护部，HJ446-2008)等行业标准和规范性文件，以及已有相关研究 (王晓宇、卢明银等，李洁、卢明银等，李东印、李化敏等)进行梳理，并从中初步选取指标，形成初始指标集；第二步是就初始指标集进行专家咨询，通过增加和剔除相关指标，在进一步保证指标选取合理性的同时，使最终形成的指标体系切合陕西省煤炭资源开发的实际，经过3轮专家咨询，最终形成的指标体系，见表1。

表1 安全绿色高效开发综合评价指标

2.2 评价指标权重的确定

由于煤矿安全绿色高效开发的评价指标体系具有多因素和多层次性，采用传统的专家打分法确定各层次指标的相对重要性难以准确可靠，因此本研究采用层次分析法 (AHP)来确定这些指标的相对重要性权值，所建立的层次分析结构如图1所示。

为了使综合评价得以定量化、精准化，形成数值判断矩阵而便于相关计算，根据层次分析法理论有关定义，建立判断矩阵的标度，如表2所示。

按照表2的标准，采用德尔菲法对煤炭资源安全绿色高效开发综合评价一级指标和二级指标进行成对比较，分别构建出各层各指标的判断矩阵，得到各层次指标的权重值。

图1 安全绿色高效评价指标层次结构

表2 判断矩阵的标度及含义

2.3 评价模型

设评价单位为m个，记为Y＝ ｛y1，y2，……，ym｝；模型层次为p层，每层的指标个数为n个。评价指标分为单指标、合指标和根指标，记为X＝ ｛Xd，Xh，Xg｝，对不同类型的评价指标建立相应的评价模型。

2.3.1 单指标评判

对于某个层次k(k＝1，2，……p)评价单位i(i＝1，2，……m)的单个评价指标j(j＝1，2，……n)，记为xkij，其值根据实际调查分析获取的数据，通过归一化处理得出的取值x＊kij。归一化后变量在[0，1]之间取值。根据指标性质的不同，分成越大越好型和越小越好型。

对于越大越好型指标，用式1进行归一化处理。

对于越小越好型指标，用式2进行归一化处理。

2.3.2 合指标评判

合指标评判从层次模型的最低层次开始自下而上一次进行，包括指标值、权重、评价值的构建，用式3、式4和式5进行评判处理。

2.3.3 根指标评判

根指标评判是对合指标的综合评判，可根据和指标的数量，采用式5相类似的方法进行计算评价，其评判模型的计算公式为式6。

2.4 数据来源

通过问卷调查、实地调研和资料分析，获得了2012年陕西省三大矿区煤炭资源安全绿色高效开发相关数据。其中，问卷调查主要依托陕西省某大型国有煤炭企业集团进行，该集团生产矿井分布于陕北、黄陇和渭北矿区，共发放问卷24份，其中陕北矿区5份，渭北矿区14份，黄陇矿区5份，获得有效问卷22份。为了增强数据的代表性，除问卷调查外，还对上述3个矿区的15个典型矿井进行了实地调研，获得了与分析指标对应的数据；另外，为了防范调查对象对数据的粉饰和漏报，还通过收集第三方机构发布的矿井环境影响评价报告，对所收集的数据进行了校正。

表3 二级指标权重

3 评价结果与分析

3.1 确定评价指标权重

采用德尔菲法，选取相关专业领域专家13名，进行三轮次反复意见征询，得到各层次评价指标的权重。

一级指标权重分别为:安全0.4718，绿色0.212，高效0.3162。一致性比例为0.0000，对总目标的权重1.0000，λmax＝3.0000。

二级权重指标见表3。

二级指标权重中，安全的一致性比例为0.0004，对 总 目 标 的 权 重 为 0.4718，λmax＝8.0038。绿色的的一致性比例为0.0000，对总目标的权重为0.2120，λmax＝6.0000。高效的一致性比例为0.0000，对总目标的权重为0.3162，λmax＝8.0000。

3.2 单指标评判

为了反映三大矿区煤炭资源安全绿色高效开发整体状况，对取得的矿井相关统计数据，按所在矿区计算平均数，具体见表4。

将表4对应的各个指标数据，按式1和式2进行归一化处理，可得出各个矿区单指标评判结果，如表5所示。

3.3 各矿区合指标评判

用式5进行合指标评判计算，可得出各个矿区合指标评判结果，如表6所示。

3.4 各矿区综合评判

根据指标相对重要性及合指标评判值，用式6进行综合评判计算，可得出各个矿区的综合评判结果，即:陕北0.614108，黄陇0.800049，渭北0.22311。

表4 陕西省各矿区安全绿色高效开发指标值

一级指标 二级指标／单位矿区陕北 黄陇 渭北采煤工作面平均年产量／万高效t 549.2 320 89.76采煤机械化程度／% 100 100 100掘进械化程度／% 99 100 99.14综采化程度／% 99.34 100 98.92综掘化程度／% 98.34 100 83.05平均工效／t·工-1 37.86 20.26 4.27吨煤成本／元·t-1 150 230 255煤炭平均回收率／%79.44 85 71.18

表5 陕西省各矿区安全绿色高效单指标评判值

表6 陕西省各矿区安全绿色高效合指标评判值

3.5 结果分析

综合合指标和根指标的评价结果可看出:在3个主要矿区中，黄陇矿区煤炭资源安全绿色高效开发优势明显，其安全、绿色评价结果在3个矿区中位列第一；对陕北矿区而言，其高效开发水平最高，但较弱的环境承载力是制约该矿区煤炭工业健康发展的主要问题；对渭北矿矿区而言，安全和开发效率问题是制约其煤炭工业健康发展的主要因素，这主要与渭北矿区较特殊的资源赋存条件和开发条件有关。

4 结论与建议

根据陕西省三大矿区资源赋存、开发条件和环境容量的显著差异的实际， 建立了煤炭资源安全绿色高效开发评价指标体系，根据建立的评价模型对陕西省陕北、黄陇、渭北三大矿区安全绿色高效开发水平进行综合评价。结果发现:在陕西省三大矿区中，黄陇矿区的安全绿色高效开发综合绩效最好，说明黄陇矿区具有较好的资源赋存条件、开发条件和环境承载力，适宜开展煤炭资源大规模开发；对陕北矿区而言，其资源赋存条件和开发条件具有明显的优势，特别是具有建设千万吨级大型现代化矿井方面的条件，但由于环境承载力不足，该矿区在扩大资源开发规模的同时，应着力解决好生态环境保护问题；渭北矿区由于资源赋存和开发条件较差，安全和效率问题一直是制约矿区煤炭工业健康发展的主要问题，该矿区煤炭工业的健康可持续发展需要合理控制资源开发规模。

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