通过战略性尾矿处置场地评估实现可持续的矿山关闭与复垦：基于因果关系的Dempster-Shafer框架

《Resources Policy》：Towards sustainable mine closure and reclamation through strategic tailing disposal sites evaluation: A causality-based Dempster-Shafer framework

本研究提出一种整合模糊认知映射与Dempster-Shafer理论的新型决策支持框架，用于评估尾矿处置选址的可持续性、矿山关闭规划与风险治理。通过建立非线性Hebbian学习-差分进化混合算法，建模12项选址标准的因果关联与不确定性，并以伊朗扎尔舒伦金矿为案例验证。结果表明，社会经济影响与工程技术挑战为关键因素，最优选址置信度达84.6%，为全球尾矿管理标准（GISTM）提供技术支撑。

　　尾矿是采矿过程中产生的副产品，它们不仅在物理上存在风险，还可能带来化学上的威胁，如果管理不当，甚至可能导致不可逆的生态破坏。因此，对尾矿处置地点的科学评估至关重要。本文提出了一种混合决策支持框架，用于评估战略性的尾矿处置地点，结合了可持续性、矿山关闭规划以及基于风险的治理方法。这一框架的核心创新在于将尾矿选址与矿山复垦策略直接联系起来，从而为可持续采矿提供新的视角和见解。通过将模糊认知图（FCM）用于因果分析，结合基于Dempster-Shafer理论（DST）的证据推理方法，该框架有效应对了不确定性与专家判断差异的问题。

研究中确定了十二项影响尾矿处置地点选择的关键标准，这些标准来源于文献综述和专家咨询。为了更准确地反映这些标准之间的相互依赖关系，采用了混合的非线性海伯学习-差分进化（NHL-DE）FCM算法。该算法能够建模复杂系统中的非线性关系和反馈机制，使决策过程更加贴近实际采矿环境。随后，这一方法被应用于伊朗的扎沙尔万金矿，以支持符合全球尾矿治理框架（如全球行业尾矿管理标准GISTM）的决策。通过DST计算不同选址方案的信念度，能够综合评估环境、技术和经济等因素的影响，从而为尾矿处置地点的选择提供科学依据。

研究结果显示，“对下游社区的社会经济影响”和“工程挑战”是两个最重要的标准，它们的归一化因果权重均为0.110。这表明，在选择尾矿处置地点时，必须充分考虑社会和经济因素，同时也要应对实际工程中可能遇到的复杂问题。最有利的选址位于加工厂附近，其信念度达到“良好-优秀”级别的84.6%，其次是位于矿坑附近的选址，信念度为82.4%。这一结果不仅反映了选址的可行性，也体现了对可持续性目标的重视。

在实际操作中，传统的多准则决策分析（MCDM）方法，如层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS），虽然被广泛应用于选址问题，但它们在处理关键因素之间的因果关系和管理地质与水文条件的不确定性方面存在局限。相比之下，本文提出的框架能够更好地捕捉这些复杂性，因为它不仅考虑了各项标准的权重，还强调了它们之间的相互作用。此外，DST的应用使得模型能够在数据不完整或存在冲突的情况下，仍然做出合理的决策。这种方法特别适用于采矿行业中常见的动态环境，其中数据稀缺和专家主观性是普遍存在的挑战。

本文的研究成果表明，一个科学合理的尾矿处置策略不仅需要解决短期的存储问题，还应支持长期的可持续发展目标，如土地恢复、生态系统修复和风险缓解。不当的选址可能会导致高昂的运输成本、增加渗漏和地下水污染的风险，以及提高地质结构失稳的可能性。因此，战略性的选址必须综合考虑环境、经济、安全和可行性等多个方面。此外，该框架强调在尾矿处置规划的早期阶段就融入可持续性原则，使其与矿山关闭和复垦目标、循环经济倡议以及负责任的资源管理政策相协调。

该框架还回应了新兴治理需求，提供了一个实用的工具，以支持符合不断演进的标准，如GISTM和ESG要求的合规性。通过将因果关系建模与基于信念的推理方法相结合，该框架能够透明地对竞争性标准进行优先排序，从而在技术分析、长期矿山规划、监管政策和利益相关者需求之间架起桥梁。这种系统性的方法不仅提高了决策的科学性，也增强了采矿活动的环境和社会责任。

本文的研究方法通过案例研究进行了验证，展示了其在实际采矿项目中的应用价值。案例研究的结果表明，该框架能够提升决策质量，通过识别最具可行性的尾矿处置地点，确保采矿活动符合长期的环境和社会经济目标。此外，研究还强调了尾矿作为填充材料在矿山复垦中的应用，这为传统尾矿管理方式提供了一个创新的替代方案。这种策略不仅有助于解决尾矿处置中的长期问题，还能够促进资源的循环利用，减少对环境的负面影响。

综上所述，本文提出的混合决策支持框架为尾矿处置地点的科学评估提供了新的思路。它不仅整合了技术、环境和社会经济因素，还能够有效处理采矿过程中普遍存在的不确定性。通过强调因果关系和专家判断的结合，该框架能够更全面地反映采矿系统的复杂性，从而支持更加可持续和负责任的决策过程。此外，该方法还符合当前全球对尾矿管理的严格要求，有助于推动采矿行业向更加环保和高效的方向发展。