[发明专利]一种露天煤矿气体环境的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采工程技术领域，具体涉及一种露天煤矿气体环境的评价方法。

背景技术

目前，全国已有露天煤矿405座，其中开采规模200万吨以上的露天矿72座，2000万吨以上的露天矿40座，露天煤矿的产量占全国煤炭总产量的14％。在煤炭仍然占据我国一次能源消费60％以上的背景下，伴随着环保观念的不断提升和露天煤矿大型化的发展趋势，露天开采对环境的破坏问题日益得到全社会的关注。随着钱鸣高院士于2003年首次提出了绿色矿山的概念，并逐步完善，露天煤矿绿色矿山方面的相关研究也在逐步发展。大部分学者认为露天煤矿对环境的影响分为对固体环境的影响、对水体环境的影响、对气体环境的影响、对生态环境的影响四个方面，并提出了相关的绿色开采工艺。王建国、宋子岭等提出运用“绿色因子”和“绿色度”来评价露天矿山设计或开采对环境的影响程度。

针对环境评价的数学模型，一般有灰色理论法、模糊综合评价法、事故树分析法、神经网路法等。但灰色理论和事故树法分别有准确度不足、计算繁琐的缺点；模糊综合评价法不易确定权重及隶属度；神经网路法在学习样本不足和过量时都影响评价的准确性。而可拓物元模型研究事物拓展的可能性及开拓的规律与方法，可以把对事物的定性描述拓展到定量描述，计算过程简单，实用性强，是一种矿山环境评价的理想方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种露天煤矿气体环境的评价方法。

本发明的技术方案：

一种露天煤矿气体环境的评价方法，包括如下步骤：

步骤1：建立待评价露天煤矿的气体环境绿色度可拓物元模型，所述模型包括待评价露天煤矿气体环境绿色度的评价等级、评价准则、各评价准则对应的评价指标以及各评价等级在各评价指标下的定义域；

步骤2：分别对各评价指标的定义域进行归一化，得到各评价等级在各评价指标下的经典域和各评价指标的节域；

步骤3：计算气体环境绿色度可拓物元模型中各评价指标的综合权重：

步骤3-1：利用层次分析法确定各评指标的主观权重：

步骤3-1-1：建立准则层比较矩阵和各指标层的比较矩阵；

步骤3-1-2：根据各指标层比较矩阵计算各指标层的判断矩阵；

步骤3-1-3：根据判断矩阵计算各指标的权重；

步骤3-1-4：根据准则层比较矩阵计算准则层判断矩阵和各准则的权重；

步骤3-1-5：将各指标权重与其对应的准则权重的乘积作为各指标的主观权重。

步骤3-2：获取待评价露天煤矿各评价指标值，并计算其归一化值；

步骤3-3：根据各评价指标归一化值及可拓物元模型中各经典域和节域，利用熵权法确定各评价指标的客观权重：

步骤3-3-1：根据各评价指标值及可拓物元模型中各经典域和节域计算各评价指标关于评价等级的关联度；

步骤3-3-2：根据各评价指标关联度计算各评价指标所对应的熵值；

步骤3-3-3：根据各评价指标熵值计算各评价指标的熵权即客观权重。

步骤3-4：根据主观权重和客观权重，利用博弈论计算各评价指标的综合权重。

步骤4：根据各评价指标的综合权重及关联度，确定气体环境所属的绿色度评价等级及波动趋势，并根据评价等级及波动趋势制定待评价露天煤矿后续开采和治理方案：

步骤4-1：计算待评价露天煤矿气体环境绿色度其中，v_j为评价指标j归一化值，w_zj为评价指标j的综合权重，n为评价指标个数；

步骤4-2：根据各评价指标综合权重及关联度，计算待评价露天煤矿关于各评价等级的综合关联度；

步骤4-3：根据最大关联度原则，确定气体环境绿色度评价等级i₀；

步骤4-4：计算绿色度评价等级的级别变量特征值i*，通过比较i*与i₀的大小判断气体环境绿色度等级的波动趋势；

步骤4-5：根据评价等级及波动趋势规制定评价露天煤矿后续开采和治理方案。

有益效果：一种露天煤矿气体环境的评价方法与现有技术相比，具有如下优势：

(1)将绿色度定义为露天开采与环境保护的协调程度，并基于绿色度与可拓物元模型，建立一套对露天煤矿气体环境的评价方法，可以对生产中的矿山进行评价，引导矿山企业调整生产方式，以减少对环境的破坏；