分类分级视角下煤矿废弃地再开发潜力研究

荣亚飞，张 博，2，孙旭东，2

(1.中国矿业大学(北京) 管理学院，北京 100083；2.中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083)

随着长期的矿产开采，我国各类矿区现已逐步进入了资源枯竭退出期，我国认定的262座资源型城市已有67座成为资源衰退型城市[1]。同时，2016年供给侧改革以来，出台的淘汰落后煤炭产能政策进一步加快了矿区退出关闭速度，预计到2030年我国煤矿废弃地数量将达到1.5万处[2]。鉴于煤矿废弃地再开发存在资金短缺、地质条件复杂、关键技术不成熟、修复成本高、相关政策支持缺乏等问题，大规模新增的煤矿废弃地亟需筛选与识别，以便对其进行优先开发或促进市、县、州及其他类型地区层面大量煤矿废弃地的评估，为政府对煤矿废弃地分类管理、资金分配和制定初步的规划策略提供理论支撑。

关于煤矿废弃地再开发利用的研究可分为两大类，一是研究具体资源或具体地点煤矿的再开发潜力，可分为三小类：或评价具体地点、具体资源的再开发潜力如沁水盆地煤层气[3]、达摩沟废弃矿井煤矸石[4]，或仅评价具体某类资源如地下空间[5-9]、地热[10]、煤层气[11]等的再开发潜力，或仅评价具体地点的整体再开发潜力[12-14]。二是利用DSR模型[15]、模糊综合评价[16]、系统动力学[17]等开展煤矿废弃地土地复垦时序研究或采用GIS[18]、Timbre Brownfield Prioritization Tool工具[19，20]、A-B-C模型[21]等分析煤矿废弃地再开发时序。整体上，煤矿废弃地再开发利用的研究已具备研究基础，但针对煤矿废弃地多对象、不同开发策略下煤矿废弃地再开发研究不足。

鉴于此，基于相关文献及专家意见，本文充分考虑煤矿废弃地位置、经济、环境、资源等要素的差异性[21]，系统性分析煤矿废弃地再开发能力，从资源、生态和地域三个维度构建了煤矿废弃地再开发潜力评价指标体系。并以习近平总书记在十九大报告中提出的生态优先绿色发展理念及区域协调发展战略为核心思想，综合考虑煤矿废弃地资源利用、生态环境修复与区域均衡发展之间的优先关系，提出了“资源序”和“开发序”两种开发排序准则，建立了可处理多维约束的煤矿废弃地开发分类、多级的集成评价方法，为科学识别煤矿废弃地再开发潜力，探寻多策略下煤矿废弃地再开发模式提供科学依据。

1 多策略视角下煤矿废弃地开发分类、多级的综合决策方法

1.1 煤矿废弃地再开发潜力评价指标体系构建

基于相关文献[22，23]和国家生态修复政策的解读，同时征询有关专家意见，从赋存条件、生态条件和地域条件三个维度构建了煤矿废弃地再开发潜力综合评价指标体系(图1)。其中，赋存条件衡量资源的赋存情况，从资源量、资源质量两个方面评价煤矿废弃地可开发利用资源的品质及可利用价值；生态条件评估煤矿废弃地生态系统二次开发的承载力和可行性，从自然生态环境状况、生态破坏情况及生态治理现状三个方面评价；地域条件衡量煤矿废弃地所在区域地理位置、经济、社会等因素对开发利用的影响；各级指标采用D+、D、D-表示好、一般、差三个等级。

图1 煤矿废弃地再开发潜力评价指标体系

1.2 煤矿废弃地再开发潜力三级指标集成及等级评定

邀请资源、生态、经济、社会等领域的四名专家(专家人数需根据被评估煤矿废弃地数量进行调整，此处设定专家人数为4)，采用0-1评分法对煤矿废弃地再开发潜力三级指标进行评价。同时，为保证评价结果的效度与信度，评审专家需以煤矿废弃地基础数据为支撑，借用专家相关知识与经验进行评价；或在数据不足情况下，所选评审专家需具备被评估煤矿实地调研经验。煤矿废弃地再开发潜力指标分值与等级对应关系见表1。

表1 煤矿废弃地再开发潜力指标分值与等级对应关系

鉴于煤矿废弃地赋存条件维度三级指标均从“质”与“量”两个方面衡量资源的再开发可行性，与生态条件、地域条件维度评价指标集成方式不同，资源再开发需同时满足“质”与“量”两个条件。为此，本文运用模糊数学中的模糊算子集成赋存条件维度三级指标：

Score(Ai)=D1(Score(Ai))∧D2(Score(Ai))∧

D3(Score(Ai))∧D4(Score(Ai)) (i=1，2，3)

(1)

生态条件与地域条件维度三级指标集成采用线性平均方法：

1.3 赋存条件潜力分类划分

由于煤矿废弃地资源禀赋的差异性及资源评价的独立性(假定各种资源评价结果并不会相互影响)，为避免煤矿废弃地赋存条件维度评估线性加总，造成“煤矿废弃地资源差异较大(即含有优质资源和不适宜开发的资源)的赋存条件维度潜力小于煤矿废弃地资源差异较小(均为适宜开发资源)的赋存条件维度潜力”的错误判断，采用模糊数学中的取大运算计算煤矿废弃地赋存条件维度潜力(公式(4))，同时因具有开发利用价值的资源越多、煤矿废弃地再开发潜力越高，将资源赋存条件维度潜力划分为四类：复合优质资源、单一优质资源、适宜开发资源、不适宜开发资源，具体见表2。

Score(A)=max(Score(A1)，Score(A2)，Score(A3))

(4)

式中，Score(A)为煤矿废弃地赋存条件维度得分。

表2 煤矿废弃地赋存条件潜力分类

1.4 基于开发与资源排序关系的煤矿废弃地再开发潜力评价方法

以习近平总书记在十九大报告中提出的生态优先绿色发展理念、区域协调发展战略为核心思想，煤矿废弃地生态治理具有急迫性，煤矿废弃地再开发优先排序时需优先考虑生态治理需求；其次考虑区域协调发展，根据煤矿废弃地地域分布，优先开发经济落后地区；最后，遵循投资决策原则，优先开发经济效益高的地区。同时，煤矿废弃地资源化利用作为煤矿废弃地再开发的核心，排序关系应突出多种资源综合利用以及资源的高质量利用，具有开发利用价值的资源越多、资源的品质及可利用价值越好，废弃地开发越优先。综合考虑矿区煤矿废弃地资源赋存条件分类、生态与区域经济特征，提出多策略的两种排序关系。

定义开发序：

生态治理>区域均衡发展>经济性

(5)

定义资源序：

复合优质资源>单一优质资源>适宜开发

资源>不适宜开发资源

(6)

综上所述，对开发序和资源序的双重开发序列准则进行综合排序，煤矿废弃地具体开发等级排序及必要条件见表3。其中，生态治理开发必要条件是B2=D-，B3=D-，区域均衡发展开发必要条件为C1=D+，C2=D-，经济性开发必要条件为至少具有一种资源属于D+，同时生态潜力和地域开发潜力的评价指标等级均为D+。

表3 煤矿废弃地再开发潜力等级

2 案例分析

2.1 研究区域概况

鉴于篇幅有限，本文仅以木城涧煤矿及西露天矿为例，展开应用研究。木城涧煤矿属于北京京西矿区，于1952年投产，位于北京市门头沟区，距离市中心45km，属于近郊地区，2018年为响应国家化解过剩产能及疏解非首都功能的任务，在政府给予政策支持等综合措施的引导下彻底关闭退出。西露天煤矿位于抚顺市市区，开采于1901年，是一个拥有百年历史的大型煤矿，因长期的矿产开采导致资源枯竭、生态破坏严重，于2019年正式闭矿。

2.2 煤矿废弃地再开发潜力评价

邀请资源、环境、经济、社会领域的四名专家，以北京木城建煤矿及抚顺西露天煤矿调研资料作为参考资料，辅助专家对北京木城涧煤矿及抚顺西露天煤矿三级指标进行评价。根据公式(1)—(3)，得到北京木城涧煤矿及抚顺西露天煤矿二、三级指标得分及等级，具体见表4。

表4 北京木城涧煤矿及抚顺西露天煤矿二、三级指标得分及等级

2.2.1 北京木城涧煤矿

根据表2赋存条件潜力分类，木城涧煤矿属于复合优质资源类型，含有地下空间、矿井水及旅游资源三种优质资源。生态条件维度，木城涧煤矿自然生态环境、生态破坏、生态治理均处于D+，生态系统再开发承载力、可行性高，这主要与门头沟“首都西部生态涵养区”定位有关[15]，促使煤矿绿化覆盖率、人均园林绿地面积、土地复垦率等均优于一般水平。地域条件维度，木城涧煤矿社会经济因素、交通区位条件指标均处于D+，具有良好的经济社会环境，这主要因为北京作为国家政治与经济中心，社会、经济、技术等方面较为完善与发达，使得木城涧煤矿与其他省市煤矿相比具有无可比拟的优势。

依据表2煤矿废弃地再开发潜力等级，木城涧煤矿满足经济性开发的必要条件，属于经济优先Ⅰ型，实施再开发利用时，需要采用“引导性+市场主导”策略，在北京市政府颁布的《关于加快西部地区转型发展实施意见》《促进产煤地区产业转型发展实施方案》等一系列政策引导、推动下，采用市场运作的方式推行木城涧煤矿再开发利用。

2.2.2 抚顺西露天煤矿

根据表2赋存条件潜力分类，西露天煤矿属于复合优质资源类别，拥有地下空间、旅游资源两种优质资源。生态条件维度，西露天煤矿生态破坏与生态治理等级均为D-，煤矿生态环境破坏严重，虽然从综合治理和整合利用两个方面对矿区环境进行治理，但矿坑生态划分治理面积仅达矿坑面积的1/5[23]。地域条件维度，西露天煤矿交通区位条件等级与社会经济因素等级差异较大，交通区位条件等级为D+、社会经济因素等级为D-，虽然煤矿位于抚顺市市区，地理位置优越，交通极为便利，但由于抚顺市为资源型城市，因煤而兴，也因煤而衰，矿产资源的衰竭导致城市社会问题突出、经济滞后发展，亟需转型发展。

西露天煤矿满足生态区域均衡发展的必要条件，属于生态区域均衡Ⅰ型，实施再开发利用时，需要采用“强制+扶植性开发”策略，为推动西露天煤矿综合治理带动城市转型，政府需督促西露天煤矿生态恢复与综合治理，采用重点倾斜、优先扶持等措施，促进煤矿转型发展，以期带动其他产业的共同发展，从而提速城市转型发展。

3 结 论

鉴于以往煤矿矿区废弃地开发研究缺乏分级、分类视角的综合评价，本文基于相关文献及专家意见，在综合考虑煤矿矿区废弃地因位置、经济、环境、居民等要素的差异性基础上，建立可处理多维约束的煤矿矿区废弃地开发的分类、多级的集成评价方法，并以北京木城涧煤矿和抚顺西露天煤矿为例开展应用研究。

1)北京木城涧煤矿属于经济优先Ⅰ型，具有良好的资源、生态、社会与经济环境，拥有矿井水、地下空间及旅游资源三种优质资源，需按照政策引导、政府推动、市场运作的方式进行开发决策。

2)抚顺西露天矿煤矿属于生态区域均衡Ⅰ型，拥有地下空间、旅游资源两种优质资源，因生态环境破坏及区域发展滞后问题，政府需督促企业加强西露天煤矿生态恢复与综合治理，采用重点倾斜、优先扶持等措施，推动煤矿发展以提速城市转型。

3)本文评估方法为煤矿废弃地优先开发的排序问题，具有工作量低、操作简单、较快分析排序的特点，可实现煤矿废弃地的优先开发分类、分级评价，为政府对煤矿废弃地分类管理和制定整体规划提供理论支撑。但由于本文评价方法虽借用专家相关知识与经验获得的，但仍需以矿区基础数据为支撑以确保评价结果的客观性与准确性。为推进该方法的实践应用，需要进一步完善在产矿井资源生态评价制度，加强煤矿废弃地资源数据库建设。

4)煤矿废弃地再开发、利用评价属于系统工程问题，许多评价指标影响分析是综合的、过程的评价问题，需要长期时间或状态比较等研究条件，应形成从矿井开采到闭坑全开采周期的资源、生态、环境等数据监控。

5)我国煤矿废弃资源量大，需要构建废弃资源数据库，利用信息化手段实现全部的数据管理，加快发展以定量数据为基础的智能决策模式。