煤机行业深度报告原文2022.docx

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1、行业深度报告/机械目录1采煤需要哪雪殳备？31.1 婿几设备产业链31.2 婿几设备构成及三机一架42综采设备市场空间测算92.1 机械化需求：采掘机械化率已处于较高水平92.2 更新需求：传统煤机需求主要支撑，刚需释放减弱行业波动性102.3 新增需求：煤炭紧缺背景下，新增煤机需求有望逐步释放123煤矿智能化发展进入快车道143.1 顶层设计：政策吹暖风，煤矿智能化进入发展快车道143.2 硬件支持：机械化为智能化奠定基础153.3 基础架构：IT基础架构持续推进提供技术支撑173.4 国内矿山在智能化领域的实践探索174煤矿智能化渗透率及市场空间测算204.1 煤矿智能化渗透率测算：采煤技

2、术走在较前列，掘进是薄弱环节204.2 煤矿智能化市场空间测算215重点标的235.1 郑煤机一一液压支架龙头企业，领先的汽车零部件制造商235.2 天地科技一一集技术、装备于一体的煤矿智能化领军者245.3 三一国际一一矿用掘进机龙头，重型装备领导者255.4 梅安森一一以瓦斯监测为中心，打开矿山安全成长空间265.5 工大高科一一井下轨道信号控制与智能调度龙头275.6 龙软科技一一智慧矿山的GIS领军厂商286风险提示29插图目录33表格目录331采煤需要哪些设备？1.1 煤机设备产业链煤机,即煤矿机械设备，是指用于煤矿的采掘、支护、运输、洗选等生产过程的矿山机械。与普通矿山机械相比煤矿

3、机械通常具有防爆特性尤其是井工矿用煤机。煤机的上游包括钢材、电机、轴承、电子元件、液压件等原材料及零部件，下游为煤炭企业。图1:煤机设备产业链原材料 琳CEZi影响煤机毛利率煤炭机械 一|普采新增需求.更新需求.采煤机刮板检送机侬机.机 ,中煤能源!供蛤煤炭需求其他晋能控股煤企盈利能方资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院煤机设备的上游主要包括原材料和零部件。以液压支架为例，根据液压支架制造成本影响因素分析及优化，液压支架成本主要由板材、销轴、立柱、油缸、焊丝、密封、加工费及随机配件等构成。其中结构件钢板占比最高约占支架整体价格的43%立柱约占价格构成的17% ,其次为油缸、销轴直属件、液压

4、系统等。图2:液压支架成本构成加工费，11%销轴直属件,8%油缸,5%配件，3%密封,4%焊丝,3%液压系统，6%图3 : 2020年煤炭企业集中度资料来源：液压支架制造成本影响因素分析及优化，民生证券研究院资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院煤机设备的下游为煤炭企业，其开工、扩产情况，及盈利能力将直接影响煤机的需求。目前，国内的煤炭企业以国企为主，41家上市企业中，央企、国企33家，占80% ,民企8家，占比20%。不过，我国煤炭企业的数量众多，产业集中度仍有待提升。据前瞻产业研究院数据，2020年，我国煤炭行业产量集中度CR4、CR6、CR8分别为16.61%. 18.69%、20.8

5、4%。未来，随着煤炭企业整合重组，将更好的释放先进产能，提升整体经济效益。1.2 煤机设备构成及“三机一架1.2.1 煤机设备构成按工作方式，煤炭机械可以分为露天矿设备、井工矿设备、安全设备、电气设备。其中露天矿开采难度相对较低,因此设备通用性较高。露天矿开采设备主要包括重型汽车、自卸车、铲运机、挖掘机等。井工矿由于开采难度较大，对设备的要求也较高。按照煤矿开采顺序，井工矿开采涉及的煤机可以分为勘探设备、综掘设备、综采设备、辅助设备、洗选设备。除此之外，露天矿和井工矿均需要使用安全设备、电气设备等。图4:煤机设备分类自卸车铲运机旗机一安全设备一通风机、瓦斯设备、灭火设备、救护装备电气设备一变频

6、装置、传感器、组合开关、自动化控制系统厂勘探设备,钻探鳍工仪器仪表掘进机并功采综掘设苗-凿岩机厂采煤机综采设备-刮板输送机I液压支架辅助设备一工21k泵、提升设备、供电设等、内册设备洗选设备一破碎机、球磨机、筛分设氤浮选设备、过滤机资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院狭义的煤机装备主要指煤炭综合采掘设备，其核心设备主要包括掘进机、采煤机、刮板输送机、液压支架，简称三机一架。“三机一架在矿井中的工作原理为：掘进机与运输设备、支护设备等配套完成各种巷道的掘进；巷道完成后，各种采煤设备及材料等通过巷道运输到采煤工作面，采煤工作面由液压支架支护，使矿工在较为安全的环境下工作。刮板输送机依靠液压支架

7、支承和推移，采煤机搭载在刮板输送机上并以其为轨道移动采煤。当采煤机从煤层切割出煤炭后，刮板输送机将煤炭从工作面运送至转载机，破碎机，继而转运至带式输送机，并最终将煤炭提运至矿井地面。当采煤机沿着工作面完成一次采煤后，整套综采机械设备在液压支架推移下向前移动，沿着工作面进行下一次开采。通过掘进机、液压支架、刮板输送机和I采煤机配合使用，可实现工作面巷道掘进、截煤、装煤、运煤、支护的全部机械化作业，具有较高的营运效率和安全性。图5 : 三机一架“工作原理图图6:综采工作面中的设备配合示意图资料来源：综采工作面中部设备三机配套设计探讨，民生证券研究院资料来源：创力集团招股书,民生证券研究院根据创力集

8、团招股书，一般综采设备占到煤炭机械设备总投资70%比重，其中三机一架”又占综采设备的80%。在一个工作面中,一般需要1台采煤机、1台掘进机、1台刮板输送机和百余台液压支架，因此在三机一架中，液压支架价值量占比较大，约为45% ,掘进机和采煤机技术含量较高，价值量占比分别为12%和13% ,刮板输送机等输送设备约占10%。总体上三机一架共占综采设备价值量比重80% ,其他设备占20%。图7:煤机设备投资构成图8:综采设备价值量占比分布情况综采设备其他设备45%13%液压支架采煤机掘进机刮板输送机只3资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院1.2.2掘进机资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院掘

9、进机，是用于平直地面开凿巷道的机器，煤矿巷道的快速掘进是保证矿井高产稳产的关键技术措施。掘进机的类型很多，按照截割岩石的硬度系数f值，掘进机又可以分为煤巷掘进机（f小于等于4 半煤巷掘进机（f小于等于6的煤或软岩石巷道岩巷掘进机（f大约等于6的研磨性较高的岩石巷X 一般前两者是在煤炭开采领域使用率较高，根据国家能源招标网，煤巷、半煤岩巷掘进约占煤矿巷道总工程量的70%。掘进机主要切割、装运、行走机构、液压系统、电气系统、喷雾除尘系统等组成。1）切割机构，又称为工作机构，直接在工作面破碎煤岩，目前应用普遍是悬臂式工作机构；2 ）装运机构，由耙爪，刮板输送机组成；3 ）行走机构，目前掘进机采用的多

10、为履带行走；4 ）液压系统住油泵,油马达，油缸，控制阀组成；4 ）电气系统，是掘进机的动力源,并驱动，控制各电动机的运行,同时提供各种电气保护；5 ）喷雾除尘系统的作用是采用内外喷雾来降尘和冷却。目前，我国是全球范围内少数具有掘进机自主生产能力的国家之一，国产隧道掘进机的市占率在90%以上，海外出口规模也在不断增长。竞争格局方面，掘进机市场行业集中度较高。三国际是国内掘进机龙头企业，2004年退出煤矿掘进机开始进入煤机行业。据立鼎产业研究网数据，2018年三一国际在煤矿掘进机领域市占率达到53%0除此之外,创力集团、天地科技、中煤能源也占有较高市场份额。1.2.3采煤机采煤机是以旋转工作机构破

11、煤,并将煤装入输送机或其他运输设备的机械设备，使用采煤机完成机械掏槽作业,改变了采煤工作面采用手工掏槽作业的落后工艺,与炮采工艺相比，改善了采煤工人的劳动安全生产条件，确保采煤工作面正规循环作业，增加块煤率。由于采煤机是集机械、电气、液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，因此出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大经济损失，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。从内部结构看，采煤机一般由截割部、装载部、行走部（牵引部）、电动机、操作控制系统和辅助装置等部分组成。1）截割部的作用是实现截割、破碎，其上装有截齿，可将煤破落下来；2 ）装载部的作用是将破落下来的煤矿装入工作面输送

12、机的部分；3 ）行走部又称牵引部,现代采煤机基本采用无链牵引，驱动装置包括调速系统和机械传动装置。4）操控系统用于控制电源和工况状态，按工作原理可以分为机械控制、液压控制、电气控制三种。竞争格局方面，采煤机基本成寡头垄断格局，据中国煤炭机械工业协会、前瞻产业研究院2020年数据，我国采煤机市场中太原矿机、西安煤机、上海创力占有较高市场份额，分别为21%、16%、15%。图9:采煤机竞争格局图10 :刮板输送机竞争格局张家口煤机10%吉林蛟河，5%山西煤机，天母奔牛，衮日陆机械,3%沂州通用机械,2%资料来源：煤炭工业机械制造年报、前瞻产业研究院，民生证券研究院1.2.4刮板输送机资料来源：中国

13、煤炭机械工业协会，前瞻产业研究院，民生证券研究院其他,73%刮板输送机是用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送设备。刮板输送机不仅用于运送煤和物料,而且是采煤机的运行轨道，刮板输送机保持连续运转是煤炭生产正常进行的必要条件。刮板输送机的种类有很多种，但基本结构都是由机头部、机身、机尾、辅助设备四部构成。牵引构件是刮板链，溜槽是承载装置，一般刮板链在溜槽的底部。其工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭、肝石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上（组成刮板链），作为牵引构件。当机头传动部启动后,带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直至到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，

14、完成物料的输送。相比三机一架”中其他设备，刮板输送机的技术门槛较低，各厂家技术差距不大，因此市场竞争格局也较为分散，竞争最为激烈。据中国煤炭机械工业协会、前瞻产业研究院2020年数据，张家口、吉林蛟河、山西煤机等市占率较高。未来，刮板输送机的发展趋势主要体现在设备重型化、自动化、智能化。1）重型化：随着煤机装机功率不断提升、重量增大，未来国内一矿一面、一个采区、一条生产线的矿区将逐渐增加，工作面长度在300m左右，可是实现日产2-3万吨，年产500-1000万吨，这就需要刮板输送机的功率提升至2000-3000kw ,输送能力提高至4000吨/小时；2 ）自动化：刮板输送机自动化主要是根据启动、运行中的负载状况、各零部件运行时温度状况、采煤机截割速度、位置等随时调整输送机自身的参数，实现“自我控制：，以保证设备的安全、可靠运行。自动控制相对成熟后，最终可实现与液压支架、采煤机的联动作业,实现整个工作面的自动化。3 ）智能化：刮板输送机的智能化是通过监测和监控装置实现对工况的检测和故障诊断。例如通过对输送机电机电压、电流、功率、升温等监测供电系统工况，通过对减速器油质、油位、温升、链轮咒诅、刮板