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矿业工程论文 楚雄州矿业可持续发展评价

2018-11-28 10:12:42来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘要:矿业的可持续发展是资源型城市经济可持续发展的主要影响因素。楚雄州矿产资源的短缺影响楚雄州经济发展,使楚雄州的资源依靠进口对外资金增加。针对楚雄州大部分矿产资源的短缺及后备资源不足的现状,本文构建了一套楚雄州矿业可持续发展评价体系,并对楚雄州矿业可持续发展状况进行评价。评价结果为楚雄州矿业可持续发展程度属于由传统发展向弱可持续发展过渡,并针对矿业发展中存在的问题提出对策和建议,以期为楚雄州矿业部门、环保部门提供参考。

  关键词:矿产资源,可持续发展,楚雄州

  1 引言

  1.1 选题背景

  在矿产资源日期枯竭的今天,矿产资源的竞争日益激烈,人与资源的矛盾日益突出。随着经济全球化的形成矿产资源资源可持续开发利用正逐步迈入资源的国际化。矿产资源的开发和利用,促进了区域经济的快速增长,也造成了严重的环境污染。实现矿产资源的可持续发展,是实现人与资源、经济社会和环境协调发展的前提。

  我国矿产资源种类多,资源丰富;但矿产资源人均占有量少;矿产资源时空分布不均;且富矿少,贫矿多,共生矿床多,给我国矿产资源的开发利用带来一定的难度。因此,我国进行矿产资源的可持续利用与矿业的可持续发展研究,对我国经济和社会的可持续发展,具有紧迫性和现实性。矿产资源的开发利用在我国具有悠久的历史,我国经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸汽时代及石油时代,从中可以看出矿产资源对我国历史有巨大的影响。我国正处于工业化的中后期,经济发展对矿产资源的需求增加。我国也高度重视矿产资源的可持续开发利用,有利于实现资源与经济、社会、环境的协调发展。

  楚雄州境内因其复杂的地质构造,而拥有丰富矿产资源。发现和已探明的矿种有11大类73种。其中煤、铜、铁、钛、砷、石盐 、石膏和芒硝等可称优势矿种 ,储量比较丰富的矿藏还有铅、铂、银 、妮、硒、蹄、氟、钒 、硅石 、石 墨等,金、大理石、石棉、磷等矿藏也有分布[1]。楚雄州的铜、铁、盐、煤等矿产资源在历史上曾对楚雄州和云南省经济发展起过举足轻重的作用,其中楚雄州的钢铁资源与煤炭资源最丰富,楚雄州很有可能储存与石油与天然气。楚雄州矿业发展具有一定产业基础并以初具规模,矿业结构不协调。楚雄州经济发展对资源和能源的依赖性大,资源消耗高,污染严重的工业企业较多。楚雄州大部分已探明的优势矿产已利用,且部分大宗矿产后备资源不足,资源保有储量不足;部分重要矿种因资源条件、资源与周围环境、地质、文化条件、选冶技术等因素制约,未能得到充分的开发利用。

  1.2国内外研究现状

  1.2.1国外研究现状

  国外已有研究主要集中于矿产资源可持续发展影响因素、测度指标等方面,代表性的研究主要有:

  1994年雷蒙德F Mikesell把可持续理论应用到矿产资源的开发利用中,并通过每年节省税收及每年再投资和矿物质净投资额相当于现值,过节省税收及每年再投人与矿产品年净收入现值等价的投资量,

  实现矿产资源的可持续发展[2];2002 E.龙基和A.费德里科在意大利系统的社会经济特征的基础上,建立了较为完善的可持续发展的评价指标体系(ISSL)系统,该系统包括环境系统和资源系统,通过测量意大利可持续发展的实际值和目标值之间的距离,通过定量分析意大利可持续发展体系相关指标之间内在联系。这项研究的不足之处主要体现在指标测试之间的相关性有待提高[3];2002年Adrin巴雷拉和Roldn提出可持续发展指数(SDI),构建自然资源的枯竭和环境恶化的经济损失的测量两个指标,在资源与环境间建立相关性,为以后有关资源与环境研究奠定基础[4];2004年AdisaAzapagic构建了经济,环境,社会三个综合指标的子系统,评估和衡量矿业的可持续发展水平组成的框架构建指标体系的指标132个,因其指标多,增加了实际操作的困难程度。系统中各种子系统相互连接,并且相互作用,子系统中各个指标都具有动态性[5];2005年戴姆詹·Krajnc,从经济、环境和社会三个方面,建立基于可持续发展综合指标ICSD模型,并提供AHP法计算ICSD过程和检测的相关信息[6];2004年Finkelman RB.Modes 提出“驱动力(Drive force) - 州(State) - 反应(Response)”DSR模式。该模型涉及可持续发展四个 方面,分别是经济,社会,环境和结构系统,它能更清楚地衡量全球可持续发展水平环境和经济活动之间的内在联系。但是,指标体系过于复杂,一部分指标没有明确规定的内容,指标之间的逻辑关系有待改善[7]。

  1.2.2国内研究现状

  国内的矿产资源可持续开发利用研究主要集中在对矿产资源开发利用现状,矿产资源产业发展问题及对策建议,矿产资源可持续利用评价体系的构建,矿产资源可持续开发利用的自然因素、社会因素、环境因素等方面的研究。针对矿业可持续发展方面的研究,具有代表性的如下:

  1999年王贵成据已有的可持续发展的理论体系,构建矿产资源可持续利用评价指标体系的总体框架,并用实例进行验证,但本文还缺乏对指标结果的定量分析[8];2005年骆正山在传统评价指标体系的基础上,结合了层次分析法的原理和模糊理论,对矿产资源的可持续发展进行研究,最后据结果可判断出该地区矿产属于哪种可持续发展类型。该评价体系注重理论上指标体系的评价和评价方法[9];2007年曾海等从矿产资源可持续利用的角度出发,分析我国现阶段矿产资源不合理开发利用的原因。在此基础上提出改进建议,提高我国矿产资源开发利用的利用率[10];同年张久铭等针对我国铁矿资源的成矿地质特征和分布特征,进行综合评价,得出我铁矿资源供需态势严峻,提出优化途径[11]。2010年覃初礼,吴郭泉基于网络分析法建立矿产资源可持续评价指标体系,应用superDecisions软件进行数据、信息处理得出综合评价值,把计算结果与评价等级所对于的分值进行比较,确定评价等级。从而量化矿业可持续发展的概念,为科学决策提供依据。但也有一定的缺陷[12];2011年蒋绍平等针对云南澜沧老厂矿区资源的不足,提出具有针对性的矿区资源的可持续开发利用对策[13];同年邓邵云等从区域矿产资源、社会、经济角度出发,构建区域矿产资源可持续开发利用评价指标体系,利用数学模型计算可持续开发利用承载力。本文主要突出社会调节对区域矿产资源开发利用的影响,有较强的实用性[14]。2012年覃初俭等采用基于网络分析法构建矿产资源可持续开发利用评价指标体系,并对各个指标及系统进行指标权重、指标数据的标准化及综合评价值的计算,从而定位桂林市矿产资源可持续发展的程度。该论文理论与实际数据指标相比特色突出,但其在一定程度上依赖于专家对问题的主观性,且该评价体系的可比性不高[15];2013年王红伟构建出以“发展力”和“协调力”为两大支撑功能的矿产资源可持续力评价指标体系和模糊综合评价模型,以承德市典型铁矿山——卧牛山铁矿区进行铁矿资源可持续力进行评价,结果表明该矿区矿产资源具有较强的可持续能力。最后,经过实证研究,分析研究区矿产资源开发利用中存在的主要问题并提出对策和建议[16]。

  一个国家或地区的矿产资源得到可持续发展可进行矿业可持续发展评价,并对其进行分析确定其是否可进行资源的可持续利用,实现资源与经济、社会的协调发展。其次对有关矿产资源开发利用的各类指标进行指标权重计算和指标的无量纲化,依据评价结果分析存在的问题,并根据问题提出建议,给与矿产有关的部门提供一定的参考价值。最后矿产资源的开发利用要适应当地的经济发展需求,不能乱采、不能随意,要提高矿产资源开发利用的技术、管理等方面的问题。实现资源的可持续利用。

  1.2.3 总结

  纵观国内外有关矿产资源可持续开发利用评价的研究可知矿产资源在国家或地区经济发展上占有重要地位,而矿产资源是否合理利用关系到一个国家或地区经济,环境等方面的问题。已有研究普遍存在指标体系构建复杂,指标选取不科学,重复性指标多,可操作性差等问题,且针对区域矿产资源的研究较少。

  1.3 研究意义与目的

  1.3.1 研究意义

  矿产资源的可持续开发利用与矿业的可持续发展,是当前可持续发展的重要问题之一。矿产资源是不可再生资源,如果在矿产资源相对集中或富集的地区,不能实现矿产资源的可持续利用。随着资源的过度开采,矿产资源的枯竭制约着楚雄州经济发展,甚至资源型企业会随着资源的枯竭而衰落。矿产资源的开发利用是楚雄州经济发展的主要组成部分,楚雄州矿产资源的可持续发展能力对该区域的发展起着重要的作用,对楚雄州矿业可持续发展进行评价有利于衡量和检测有关矿产资源开发利用政策的可行性和正确性。同时,为楚雄州矿产资源的开发利用提供依据,为矿业投资及资源的规划提供参考依据,在保护环境的基础上开发矿产资源,实现矿产资源开发利用与社会经济相适应,与环境相协调,有利于楚雄州矿山企业结构的优化和提高矿产资源的开发利用效率。

  1.3.2 研究目的

  通过对楚雄州矿业可持续发展的评价,楚雄州矿业可持续发展水平做一个评价,为以后矿业的可持续开发利用做参考,同时结合矿业的招标提出更符合可持续发展的条件。

  1.4 研究内容与方法

  1.4.1 研究内容

  可持续发展是当今世界的热点话题,在我国矿业的可持续发展是必须的,矿业的可持续发展不能超过资源与环境的承载能力。本文研究楚雄州矿业可持续发展,研究矿业可持续发展评价,具体内容如下:

  (1)对楚雄州矿产资源开发利用现状进行分析。

  (2)构建楚雄州矿业可持续发展评价体系。

  (3)采用构建出的评价指标体系对楚雄州矿业可持续发展现状进行评价。

  (4)对评价结果进行分析,并提出一定的对策和建议。

  1.4.2 研究方法

  本文采用了文献研究方法和数理统计法,通过文献研究法构建矿业可持续发展综合评价指标体系,用数理统计法计算出楚雄州资源、经济社会和环境的可持续发展水平。

  (1)文献研究法:搜集有关矿业可持续发展评价的文献,通过阅读筛选出精读的文献,对文献进行分析选出有用信息。其中最主要的是在已有 矿业可持续发展评价指标体系中找出使用频度较高的指标为本文评价指标体系的构建做参考。从已有文献中找出其所应用的书里方法,并确定本论文采用的数理统计方法。

  (2)数理统计法:综合评价中涉及指标的无量纲化和指标的综合评价方法,采用这两种方法得出矿业可持续发展水平。采用综合指标法对楚雄州矿业可持续开发利用现状进行评价,用计算得出衡量矿产资源可持续开发程度评价值,该值范围为[O,1][9] 。

  SD综合评价值 可持续发展水平

  0.85

  0.75

  0.70

  0.50

  0 ≤SD≤ 0.50 传统发展

  1.5 研究技术路线

  本文从题目到得出结果有以下路径:

  确定题目

  查阅矿业可持续发展评价相关研究资料、搜集处理数据、确定研究内容

  分析描述国内外研究现状,选择合理的研究方法,明确技术路线及研究意义

  研究区数据数据技处理、研究方法的确定及术路线的设计

  矿产资源开发利用现状

  研究区开发利用现状

  研究区概况

  矿产资源可持续开发利用评价指标体系的构建

  指标体系的构建

  原则

  综合指标评价

  指标的无量纲化

  楚雄州矿产资源可持续开发利用评价

  可操作矿产资源开发利用建议及对策

  研究结果与展望

  2 楚雄州矿产资源开发利用现状研究

  2.1研究区概况

  楚雄彝族自治州,地跨东经100º43´—102º30´,北纬24º13´—26º32´。四周都有相邻的县,交通便利。全州国土面积29258 平方千米,属亚热带,垂直地带性明显,矿产资源、生物资源丰富,种类多,旅游资源类型多,总量丰富。

  2015年年末总人口273.30万人,农林牧渔业总产值273.17亿元,粮食作物面积385.89万亩,社会消费零售总额265.68亿,其中乡村实现29.84亿,城镇实现235.84亿,州内通车里程18916公里[1]。

  2.2 楚雄州矿产资源开发利用现状

  楚雄州位于云南省中部偏北的滇中高原上。楚雄州境内地质构造复杂,矿产资源丰富。州内重点开发煤煤炭、铁矿、钛铁矿、铜矿、铅矿等九大类29种矿产,矿山企业总数多。然而,中等规模的矿山较少,小型和小矿多,多种有色金属,零散分布,共生矿产多(37种),可回收利用的伴生矿产少。其中褐煤储量8870万吨,无烟煤储量1993万吨。油页岩储量122.4万吨,铅锌矿石储量87万吨,石灰石分布广。 2014年楚雄州共有人口540827人,占云南省人口的1.147%,实现地区生产总值2690502万元,占云南省的2.1%,工业总产值2724027万元,占云南省的5.157%。规模以上工业增加值1125882万元,增长10.9%,有色金属冶炼加工业增加值129986万元,增长17.3%;电力生产和供应业增加值58089万元,下降18%。

  表2-1 2012-2015年矿产资源年产量

  年份 矿产资源年产量(万吨)

  2015 614.88

  2014 719.18

  2013 874.39

  2012 1869.29

  2011 1042.43

  从上表可以看出从2012—2014年矿产资源的年产量在逐年递减(因矿山的转型整改政策导致一部分矿山停产整顿,受宏观经济的影响,铜、铁、金、铅锌、钛等金属矿山基本处于停产状态。),楚雄州除蓝石棉、砷属禁止勘查矿种外,确定了以下4个鼓励勘查区、2个限制勘查区和3个禁止勘查区。2015年楚雄州拥有矿山企业数504个,大型矿山企业3个,中型矿山企业11个,小型企业矿山214个,小矿山企业276个,矿业从业人员有13816个,实际采矿能力643万吨/人,工业总产值92041.78万元,综合利用产值5321.72万元,矿产品销售收入72694.41万元,利润总额 -4148.29万元。

  楚雄州的水资源短缺,2014年全年平均降雨量864毫米;但水电资源丰富。生活用水及矿产资源企业废水、废气、废渣的任意排放,使多数水体遭到污染,矿产资源类产业的耗水量压力增大,环境保护压力变大。楚雄州实行矿业可持续发展和生态环境保护势在必行。

  3 构建矿业可持续发展评价体系

  3.1指标体系的构建的原则

  矿业可持续发展评价指标体系的构建不仅要遵循可持续发展的一般要求,还要据有整体、科学性、客观性等能体现矿业可持续发展水平。在明确评价指标的准确性、可行性、代表性时,还要遵循以下原则:

  (1)科学性原则

  选取的指标和数据的计算 要有科学性,全面分析矿业可持续发展有关的环境、经济社会、资源方面的指标。使指标既满足可持续发展的要求,又有其代表性和独立性。

  (2)可操作性原则

  指标的选择应简单明了,据已有的数据选取代表性强的,能够实际运算,数据获取的指标。同时尽量采用统计部门公开的数据资料和其他论文所需数据部门公开的资料。

  (3)综合性原则

  评价指标是一个综合性指标,其中一个指标的改变会影响其他指标的变化,甚至影响整个指标体系的变化。因此,所选的指标要层次分明,代表性强。同时,每个指标只能反映可持续发展的一个方面。

  (4)可比性原则

  要明确所选指标的涵义及适用范围,确保能通过指标的无量纲化,通过实际值与无量纲化后的值作比较进行综合评价分析。要考虑不同地区实际情况的不同,要注意其特殊性,使个别指标发挥其应有的作用。

  3.2 指标体系构建的方法

  本文综合运用理论分析法,以及资料分析法等构建指标体系。首先在国内的相关研究中查找有关矿产资源可持续利用或利用的评价指标分析其使用频率,选择使用频率较高的指标,参照楚雄州自然资源条件和社会经济发展特点,选择能反映楚雄州矿业可持续发展的指标。根据已查找到的数据对指标进行调整,构建包括矿产资源、环境、社会及经济等3个准则层你17指标层构成的指标体系。

  3.3 构建矿业可持续发展评价指标体系

  矿产资源的可持续利用主要体现在矿产资源的可持续供给能力,矿产资源可持续发展是在不超越资源与环境的承载力作用下,实现经济发展。矿产资源的储量是一个动态变量资源。因为矿产资源是不可再生资源,越用越少,甚至面临资源枯竭的危机。矿产资源在科学技术水平、可替代矿产和市场机制等的影响下,使矿产资源的可持续利用受到限制。在矿业的可持续发展中经济处于核心地位。矿产资源在创造经济价值、就业贡献的同时也带来了环境污染、地质灾害等环境压力。并且,环境压力过大时会反过来影响资源的质量与数量。如矿业废水、废气、固体废弃物的任意排放导致的环境污染,废水排放流入河或海中扩大了水资源的污染范围,威胁着人的生命安全。治理环境污染要求矿产企业提高废水重复利用率,污水处理达标后在排放,废气与固体废弃物也应如此。

  表 3-1 楚雄州矿产资源可持续利用综合评价指标体系及权重

  总目标 准则层 指标层 性质

  楚雄州矿业可持续发展评价A

  楚资源可持续性 B B1人均水资源量 正向

  (反映人与资源结构的关 B2供水总量 正向

  系,资源的可持续性有利 B3人均耕地面 正向

  于未来资源的开发。) B4人均年矿产量 正向

  经济与社会发展性C C1人均工业总产值 正向

  (反映经济的发展水平和 C2人口自然增长率 负向

  经济发展的可持续性和 C3人均GDP 正向

  以人为基础反映人的生活水平。 C4矿业从业人员/从业人员 正向

  C5人均进出口贸易额 正向

  C6利润总额/矿产品销售收入 正向

  环境协调性D D1单位GDP二氧化硫排放量 负向

  (反映矿业可持续发展带来 D2人均工业废水排放量 负向

  的环境问题。在矿产资源的 D3人均废气排放量 负向

  开采利用过程中废水、废气、 D4人均固体废弃物产生量 负向

  固体废弃 物排放与环境保护 D5工业固体废物综合利用率 正向

  的可持续发展。) D6工业重复用水率 正向

  D7污水处理量 正向

  4 楚州矿业可持续发展评价

  根据所收集到的数据对楚雄州矿业可持续发展水平做出评价,分析存在的问题,并提出对策和建议。本文分析了从2011、2013年到2014年的数据。

  资料来源:2011、2013、2014年《楚雄州统计年鉴》,《环境统计公报》,楚雄州2011—2015年度矿产资源开发利用情况统计表。

  4.1.1指标的无量纲化

  标准值一般包括三个值:零分值(记为ZI)、满意值(记为SI)和满分值(记为TI),他们对应的指标评价值分别为0,S(S可根据情况取值,在本案例中取S=0.8)和l。

  4.1.2指标无量纲处理计算方法

  在所选定的指标中,大部分指标值与相应的准则具有正相关关系(正指标),计算这类指

  标的无量纲处理可采用如下方法:

  当I

  设指标值为I,零分值、满意值和满分值分别为ZI、SI和TI,指标无量纲处理值记为GI,

  当ZI≤I

  SI≤I

  (4-1)

  当I≥TI

  另有部分指标值与相应的准则具有负相关关系(逆指标),在指标体系中具有这类性质的指标有“人口自然增长率”及“环境质量指数”,其指标无量纲处理可用方法计算:

  (4-2)

  当TI

  当I

  当SI

  当I≥ZI

  把表3-1中2011、2013、2014年的指标值,据指标性质代入公式(4-1)、(4-2)得出指标无量纲化的结果。

  表4-2楚雄州矿产资源可采用开发利用评价指标无量纲化

  把指标无量纲化的结果和权重代入公式(3)中计算出各年资源可持续性、经济社会的发展性、环境的协调性及楚雄州矿业可持续发展的综合评价结果。

  4.1.2楚雄州矿业可持续发展综合评价

  在矿业可持续发展综合评价中,把指标权重记为Wi(i=1,2,3,...,n),指标无量纲化后的值记为Ri(i=1,2,3,...,n),综合评价值记为SD,可利用以下公式计算综合评价值:

  (4-3)

  将评价值及权重数据代人评价矩阵,计算得出衡量矿业可持续发展程度评价值,该值范围为[O,1][9]。

  根据以上的综合评价指标范围对所得到的结果进行综合评价确定其可持续发展水平。

  表4-4楚雄州矿业可持续发展综合评价

  综合评价水平 2014 2013 2011

  资源的可持续性 传统发展 传统发展 传统发展

  经济和社会的发展性 可持续发展 初级可持续发展 初级可持续发展

  环境的协调性 传统发展 传统发展 传统发展

  楚雄州矿业的可持续发展综合评价 由传统发展向弱可持续发展过渡 传统发展

  4.1.3结论

  从表4-4中可以看出楚雄州矿业可持续发展程度在2013—2014年属于由传统发展向弱可持续发展过度,2011年矿业可持续发展程度属于传统发展,楚雄州矿业可持续发展水平正在向好的方向发展,矿业的可持续性发展得到初步实现。其中资源可持续性的可持续发展程度在2011—2014属于传统发展,在2011—2014年可持续发展程度评价值在逐渐增加;经济社会发展性的可持续发展程度在2013—2014年属于由传统发展向弱可持续发展过度,在2011年属于传统发展,

  可持续发展程度值逐年增加经济社会的可持续性发展以初步形成;环境协调性的可持续开发程度在2011—2014年属于传统发展,综合评价值逐年增加,但环境到的可持续发展有待进一步加强。

  从评价结果可以看出楚雄州资源明显不占优势,资源可持续性评价值小于经济社会发展性评价值,说明楚雄州经济社会发展主要依靠各种加工工业、建筑业等。环境协调性评价值逐年增加,但任属于传统发展,说明楚雄州环境污染治理虽然取得一定成效,但环境治理任需加强。

  4 楚雄州矿业可持续发展对策和建议

  通过对楚雄州矿产资源的可持续开发评价结果分析,针对其存在的问题提出以下对策和建议:

  提高科学技术,开发新能源

  引进或创新新技术提高矿产资源在开发过程中的浪费、综合回收率和矿业污染的处理率,增强可持续利用率,减少对高污染、低品位矿产的依赖。同时利用新技术开发新能源,如水能、光能、风能等清洁能源,加强对资源的保护,节约资源, 争取做到资源的合理开发与可持续发展。

  加强环境监测,提高环境保护力度,加大对环境保护的投资

  据已有数据工业废水处理量逐年增加,且环境协调性任属于传统发展,环境问题日益严峻。政府要加强对矿业开发过程中与环境保护有关各种指标的监测和管理,政府加大执法力度,确保做到废水、废气 的达标排放和提高废渣的综合利用率。环境部门要加大对环境投资,进一步改善环境。实现资源开发与经济、环境的协调统一。

  调整经济结构,减少对矿产资源的依赖

  减少对矿产资源依赖性强的企业,利用本地优势开发清洁能源,实现能源和工业并重,积极开发新能源,充分发挥新能源优势,促进楚雄州经济发展。

  6 研究结果与展望

  6.1研究结果

  本文借鉴了前人的研究结果,构建可以可持续发展评价指标体系,利用层次分析法评价楚雄州矿业可持续发展水平。

  (1)本文据已构建的评价指标体系对可以可持续发展评价,得出楚雄州现在属于由传统发展向弱可持续发展过渡。

  (2)提出了资源可持续性、经济社会发展性、环境的协调性三个准则层,17个指标层指标,并进行指标权重的确定及无量纲化和矿业可持续发展综合评价的计算。

  (3)根据综合评价值对结果进行综合评价,分析问题并提出对策和建议。

  6.2不足与展望

  本文研究由于一些数据的的限制,使评价指标体系不够完善,在以后的工作中还需做进一步改进。

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