王 堃 ,冷振東,2 ,唐菲菲 ,郝亞飛 ,戴高峰

（1.中國葛洲壩集團(tuán) 易普力股份有限公司，重慶 401121；2.武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430072；3.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 4000742）

我國是礦產(chǎn)資源大國，豐富的礦產(chǎn)資源支撐了國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但由于歷史原因，礦山環(huán)境問題日益突出。隨著國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，十三五規(guī)劃明確要求加快生態(tài)文明建設(shè)，各部委接連發(fā)布綠色礦山建設(shè)工作文件，礦山生態(tài)環(huán)境要求越來越高，綠色礦山建設(shè)勢在必行，綠色礦山建設(shè)評價(jià)指標(biāo)體系研究迫在眉睫，有必要深入開展相關(guān)研究[1-4]。

1 綠色礦山評價(jià)指標(biāo)構(gòu)建

評價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)有機(jī)整體，既互相關(guān)聯(lián)又互相制約，應(yīng)能體現(xiàn)研究目標(biāo)的各項(xiàng)要求[5]。明確評價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)構(gòu)成，厘清各指標(biāo)的內(nèi)涵和屬性、適用范疇、計(jì)量方式和單位，這是綜合評價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)。指標(biāo)體系構(gòu)造是一個(gè)嚴(yán)密的邏輯思維過程，包含指標(biāo)的目的、定義、特性、計(jì)算過程、測驗(yàn)等基本步驟[6]。評價(jià)流程為:①確定評價(jià)目標(biāo)；②選取評價(jià)指標(biāo)及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；③確定多指標(biāo)評價(jià)方法及指標(biāo)權(quán)重；④構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系；⑤對評價(jià)目標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)；⑥工程應(yīng)用。

依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合該領(lǐng)域相關(guān)背景及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行指標(biāo)構(gòu)建。通過分析現(xiàn)有評價(jià)指標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過篩選后確定準(zhǔn)則層評價(jià)指標(biāo)6 項(xiàng)，指標(biāo)層評價(jià)指標(biāo)16 項(xiàng)，其中定性指標(biāo)4 項(xiàng)，定量指標(biāo)12 項(xiàng)。綠色砂石礦山指標(biāo)體系見表1。

表1 綠色砂石礦山指標(biāo)體系

2 綠色砂石礦山綜合評價(jià)模型

2.1 AHP-FCE 綜合評價(jià)模型

AHP-FCE 綜合評價(jià)模型由指標(biāo)權(quán)重確定和模糊綜合評價(jià)組成，采用層次分析法和模糊綜合評價(jià)法，定性、定量相結(jié)合，AHP-FCE 綜合評價(jià)模型如圖1，通過多因素評價(jià)指標(biāo)對目標(biāo)對象進(jìn)行模糊綜合評價(jià)，提高評價(jià)的可靠性與有效性[7]。

圖1 AHP-FCE 綜合評價(jià)模型

2.2 AHP-FCE 綜合評價(jià)方法

2.2.1 層次分析法確定權(quán)重向量

1）構(gòu)造比較標(biāo)度。專家利用1～9 標(biāo)度法，對每層評價(jià)指標(biāo)的相對重要性進(jìn)行定性描述，判斷矩陣標(biāo)度和含義如下:①標(biāo)度1:2 個(gè)元素相比，具有同樣重要性；②標(biāo)度3:2 個(gè)元素相比，前者比后者稍微重要；③標(biāo)度5:2 個(gè)元素相比，前者比后者明顯重要；④標(biāo)度7:2 個(gè)元素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要；⑤標(biāo)度9:個(gè)元素相比，前者比后者極端重要；⑥標(biāo)度2、標(biāo)度4、標(biāo)度6、標(biāo)度8:上述相鄰判斷的中間值；⑦標(biāo)度倒數(shù):若元素i 與j 的重要性之比為aij，那么元素j 與i 的重要性之比為aji=1/aij。

2）構(gòu)造比較判斷矩陣。由專家打分得到A-B 判斷矩陣，A-B 判斷矩陣見表2。

表2 A-B 判斷矩陣

3）計(jì)算重要性排序。求出其最大特征根λmax及特征向量w，方程如下：

4）判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)使用公式：

式中:CR 為判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率；CI 為判斷矩陣的一般一致性指標(biāo)；RI 為判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。

5）計(jì)算權(quán)重向量。一致性檢驗(yàn)滿足后，可求各層因素對應(yīng)的權(quán)重向量W。

2.2.2 模糊綜合評判

1）確定隸屬度矩陣①定性指標(biāo)采取百分比統(tǒng)計(jì)法，確定其隸屬度；②定量指標(biāo)采用半梯形分布函數(shù)作為隸屬度函數(shù)[7-8]，確定其隸屬度；③確定評價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)集合V，Vj（j＝1，2，…，n）是評價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，n 是元素個(gè)數(shù)，即等級(jí)數(shù)或評語發(fā)生次數(shù)，評價(jià)元素是定性或定量，均可，V＝｛v1，v2，…，vn｝。

2）進(jìn)行因素綜合評價(jià)。①建立因素集X 及因素集X 的諸因素權(quán)重集W：設(shè)因素集X＝｛X1，X2，X3，…Xn｝，因素集X 的諸因素權(quán)重集W＝｛W1，W2，W3，…Wm｝是指各因素對擬評價(jià)對象的重要性，且要滿足；②對一級(jí)因素進(jìn)行綜合評價(jià)：綜合評價(jià)的單因素隸屬度矩陣為Ri，第i 類因素的模糊綜合評價(jià)集合為Bi。

3）進(jìn)行二級(jí)因素模糊綜合評價(jià)。

3 工程應(yīng)用

3.1 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

結(jié)合相關(guān)成果以及研究目標(biāo)自身特性，參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)案例、專家打分等手段，制定不低于我國相關(guān)政策要求的標(biāo)準(zhǔn)。指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

專家對各層級(jí)評價(jià)中的各個(gè)因素重要程度進(jìn)行兩兩比較，可以得出A－B、B－C 判斷矩陣，采用軟件Matlab 求解各個(gè)矩陣的最大特征根及特征向量，并對其一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，最終得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。各判斷矩陣見表4～表10。指標(biāo)權(quán)重及一致性檢驗(yàn)結(jié)果為:①A-B 矩陣:，0.118 6，0.064 4]，λmax=6.017 5，n=6，CI=0.003 5，RI=1.24，CR=0.002 8，一致性為通過；②B1-C 矩陣:,0.666 7]，λmax=2，n=2，CI=0，RI=0，一致性為通過；③B2-C 矩陣，0.227 1，0.227 1]，λmax=4.010 4,n=4,CI=0.003 5，RI=0.90，CR=0.003 9，一致性為通過；④B3-C 矩陣，0.163 5]，λmax=3.009 3，n=3，CI=0.004 7，RI=0.58，CR=0.008 1，一致性為通過；⑤B4-C 矩陣，λmax=2，n=2，CI=0,RI=陣，0.296 9，0.163 5]，λmax=3.009 2，n=3，CI=0.004 6，RI=0.58，CR=0.007 9，一致性為通過。綠色礦山建設(shè)評價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重見表11。

表4 A-B 判斷矩陣

表5 B1-C 判斷矩陣

表6 B2-C 判斷矩陣

表7 B3-C 判斷矩陣

表8 B4-C 判斷矩陣

表9 B5-C 判斷矩陣

表10 B6-C 判斷矩陣

表11 綠色礦山建設(shè)評價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重

3.2 AHP－FCE 綜合評價(jià)

由隸屬度函數(shù)計(jì)算定量指標(biāo)評語集，采用專家打分法獲得定性指標(biāo)評語集，模糊綜合評價(jià)矩陣見表12。

表12 模糊綜合評價(jià)矩陣

3.3.1 一級(jí)綜合評價(jià)

根據(jù)公式Bi＝Wi＊Ri計(jì)算得到B 層第i 個(gè)指標(biāo)下級(jí)各因素相對于評語集的關(guān)系，一級(jí)評價(jià)結(jié)果見表13，由表13 可知，被評價(jià)的禹州綠色礦山建設(shè)，“B6企業(yè)管理形象”指標(biāo)最好，屬于“優(yōu)良”的可能性為95.09%，屬于“一般”的可能性為4.91%，“差”的可能性為零。綠色礦山建設(shè)評價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重見表11?！癇1礦區(qū)環(huán)境”指標(biāo)最差，屬于“優(yōu)良”的可能性為23.33%，屬于“一般”的可能性為35%，“差”的可能性最高，為41.67%。

表13 一級(jí)評價(jià)結(jié)果

根據(jù)最大隸屬度原則，B 準(zhǔn)則層的6 個(gè)指標(biāo)中，被評價(jià)為“優(yōu)良”的指標(biāo)有B2資源開發(fā)方式、B3資源綜合利用、B4節(jié)能減排、B5智能礦山、B6企業(yè)管理形象，B1礦區(qū)環(huán)境指標(biāo)被評價(jià)為“差”。雖然“B2資源開發(fā)方式”指標(biāo)被評價(jià)為優(yōu)良，但是“54.58%”的數(shù)值并不高，后續(xù)綠色礦山建設(shè)的過程中，應(yīng)做好礦區(qū)環(huán)境建設(shè)和資源開發(fā)方式轉(zhuǎn)變。

3.3.2 二級(jí)綜合評價(jià)

二級(jí)評價(jià)結(jié)果見表14。

表14 二級(jí)評價(jià)結(jié)果

根據(jù)評價(jià)結(jié)果看出被評價(jià)的禹州砂石綠色礦山建設(shè)，有61.38%的可能屬于“優(yōu)良”，17.07%的可能屬于“一般”，21.55%的可能屬于“差”。

因此，被評價(jià)的河南禹州宜鑫砂石綠色礦山建設(shè)等級(jí)為“優(yōu)良”。

4 結(jié)論

1）提出綠色砂石礦山建設(shè)評價(jià)指標(biāo)體系，包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和評價(jià)指標(biāo)層3 個(gè)等級(jí)，目標(biāo)層為綠色礦山建設(shè)水平，準(zhǔn)則層包括礦區(qū)環(huán)境、資源開發(fā)方式、資源綜合利用、節(jié)能減排、智能礦山、企業(yè)管理形象6 個(gè)方面，指標(biāo)層則由16 項(xiàng)具體指標(biāo)構(gòu)成，全面反映綠色礦山建設(shè)要求。

2）建立定性與定量相結(jié)合的AHP－FCE 綜合評價(jià)模型，對禹州砂石礦山進(jìn)行綜合評價(jià)。①C 層指標(biāo)相對于A 層的權(quán)重，C4開采回采率、C2礦區(qū)綠化覆蓋率、C11“三廢”排放達(dá)標(biāo)率排前三，說明綠色砂石礦山建設(shè)過程中應(yīng)注重資源的有效利用和環(huán)保理念；②由綜合評價(jià)結(jié)果可知，禹州砂石綠色礦山建設(shè)水平為“優(yōu)良”，其中B2資源開發(fā)方式、B3資源綜合利用、B4節(jié)能減排、B5智能礦山、B6企業(yè)管理形象指標(biāo)被評價(jià)為“優(yōu)良”。

3）評價(jià)評價(jià)結(jié)果與礦山發(fā)展現(xiàn)狀契合，表明正文所提綠色礦山建設(shè)評價(jià)體系可應(yīng)用于評價(jià)禹州砂石綠色礦山建設(shè)。后續(xù)綠色礦山建設(shè)過程中，應(yīng)做好礦區(qū)環(huán)境建設(shè)和資源開發(fā)方式轉(zhuǎn)型。