矿山地质环境评价方法探讨吴哲

矿山地质环境评价方法探讨吴哲

王明海王宁吴哲

陕西地矿九0八环境地质有限公司陕西西安710600

摘要：本文以陕北地区为研究对象，对该地区地质环境评价方法进行了探讨。首先建立了评价指标的基本体系，并研究了具体的评价流程和评价方法，然后确定了评价单元，评价的隶属度函数。最后确定了指标的权值，并得出了评价结果。

关键词：陕北地区；矿山地质环境；评价方法

1引言

陕北地区是革命老区，是中国黄土高原的中心部分，包括陕西省的榆林市和延安市，它们都在陕西的北部，所以称做陕北。陕北地质成矿条件优越，许多矿种在全国占有重要地位。该地区以有色金属、贵金属、黑色金属和非金属矿产为主。全省现已查明储量的有93种，潜在价值42.56万亿元，约占全国的三分之一，其中天然气、盐、钛、钼、煤、镍等58种矿产的保有量位居全国前十位。2011年主要矿产保有储量：钠盐8857.43亿吨、煤1640.12亿吨、石油29844.34万吨、天然气5478.00亿立方米、金260.31金属吨、钼100.07金属万吨、铅锌459.83金属万吨、汞锑3.01金属万吨、水泥用石灰岩72.50矿石亿吨、玻璃用石英岩1.87矿石亿吨、铁7.59矿石亿吨。

矿业开发为陕北地区经济建设作出重要贡献的同时，不可避免地给矿区生态环境带来较严重的负面影响。2017年，陕北地区发生较大规模的矿山地质灾害254起，地裂缝、地面塌陷及地面沉降影响面积约85．22km2，造成直接经济损失达7．83亿元[1]。

2评价指标体系的建立

矿山地质环境是地质矿产、人类工程活动、经济和环境等四方面因素相互依存、相互作用所构成的复杂系统。在全面深入调查研究基础上，对比分析了不同类型矿山地质背景、不同开发方式和矿山地质环境，构建包括矿山地质背景、矿山开采状况、矿山地质环境、自然经济环境等4项准则层、16项指标构成指标层的指标体系[2]。

2.1评价流程与方法

（1）评价流程

逐层分解建立矿山地质环境影响评价子系统。第一步将其分解为矿山地质背景、矿山开采状况、矿山地质环境、自然经济环境等4项准则层。第二步，将准则层分解为若干指标，构成要素层。对各要素的评价可由隶属于它的各项指标的综合评价得出。如此自下而上进行2个层次的综合评价(图1)，得出陕北地区矿山地质环境影响综合评估分区。

图1陕北地区矿山地质环境综合评价

（2）评价方法

影响矿山地质环境的因素很多，各种因素之间存在着错综复杂的交互关系，很难用经典的数学模型进行描述，故选用模糊数学综合评判法对陕北地区矿山地质环境进行综合评价。应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素。

3隶属度的确定

隶属度用于区分事物的模糊界线，以隶属函数表达。评价指标根据其数据特征可分为定量指标和定性指标。在评价中，可认为定量指标数据特征为实数，定性指标用特征状态来描述。对于实数型定量因素，采用梯度型隶属函数U(z)来确定评价指标的隶属度。

利用隶属函数及每一评价单元各项因素的预计值，可算出各项指标对不同级的隶属度，建立起相应的隶属度矩阵R，矩阵中第i行可用R=（ri1，ri2，ri3）表示。

4评价指标权值的确定

利用专家评判和频数统计相结合的方法，初步得出评价因子的权重A，对每个因素赋予的权重，可用模糊子集A=(a1，a2……)表示。再根据实际情况，选择本区域典型矿区进行试算修正，最后获得比较合理的各评价指标权分配，矿山地质环境评价指标权值分配情况如下：准则层中的矿区地质背景、矿区开采状况、矿山地质、自然经济环境分别权值分配为（0.111，0.212，0.341，0.336）。指标层中的地质形貌、水文地质条件、工程地质岩类、地质构造分别占比（0.447，0.201，0.23，0.122），矿区开采方式及条件、矿区生产规模、矿区开采历史其占比分别为（0.5，0.4，0.1），地质灾害发育程度、土地占用及破坏、固体废弃物堆放、地下水资源疏干、废水废液排放、恢复治理难易程度分别占比为（0.258，0.108，0.142，0.136，0.16，0.196），经济区位、人口密度、植被覆盖率、年降雨量占比分别为（0.326，0.364，0.134，0.176）。

5评价结果

通过上述对隶属度和权重的确定，利用综合评价公式B=A•R，则可计算出每个单元的评判结果。再通过对各评价单元的评判、叠加，在兼顾矿区边界完整性基础上，将各评价单元评判结果相同级别的单元连在一起，得出陕北地区矿山地质环境评价分区。地质环境影响严重区、矿山地质环境影响较严重区和矿山地质环境影响一般区。各区根据其所处地域特征及主要环境地质问题的不同又可进一步划分为亚区域段，本次评价把全市共划分为三区三十亚区。

由评价结果得出，国有老煤矿区矿山环境问题仍然是陕北地区工作重点之一。由于矿山地质灾害、土地占用及破坏、地下水系统破坏、矿山“三废”污染等矿山地质环境问题，相当长时间内仍然存在；集体、私营个体小型矿山环境问题仍将十分突出，引发的地面塌陷、地下水疏干、滑坡、危岩崩塌、植被破坏等诸多矿山地质问题仍将继续存在；金属矿山环境保护与治理形势仍不容乐观。该研究结果为陕北地区矿山地质环境保护与恢复治理规划提供了有益的参考和借鉴，并为矿山地质环境评价和进一步研究奠定了一定的理论基础。

参考文献

[1]中国矿产资源.陕西省资源分布状况介绍.http://www.ferro-alloys.cn/News/Details/168325

[2]段晓钢,孙树林,王华.我国矿山地质环境评价方法研究现状及展望[J].城市建设理论研究:电子版,2016(12).