安全性、经济性叠加政策导向，驱动煤矿智能化改造需求上行

发布时间：2023-09-08　　来源：立鼎产业研究网　点击量： 450　

我国井工煤矿开采技术不断进步，21世纪初达到高产高效目标。

20世纪七八十年代，我国厚煤层大多采用分层开采的方式，即先开采上分层，铺设金属网，待形成人工假顶后再开采下一个分层，这种方式存在巷道掘进量大、材料消耗和动力消耗大、巷道布置复杂、自然发火难以控制等不足，煤炭生产效率较低。

20世纪90年代到21世纪初，一次采全高工艺逐步替代分层开采，随着综采设备的整体配套性提高，生产效率也有所提高。同时厚煤层矿区开始试验应用综采放顶煤工艺，该工艺具有单产高、效率高、成本低、效益好等优势，经过多年不断探索研究，综采放顶煤技术日渐成熟，成为厚煤层开采、煤矿扭亏增盈的主要技术措施之一，并逐步走向世界。

近年来煤炭开采逐渐由高产高效逐渐向安全高效转变。我国煤矿储量丰富，但是埋藏较深且大多数为井工矿，开采难度大，矿井通风、瓦斯等危险因素较多，容易造成煤矿事故和人员死亡。2007年，我国从转变煤炭行业发展理念出发，为突出安全第一、安全生产理念，将原“高产高效矿井”建设更名为“安全高效矿井”建设。“安全”替代“高产”，体现了“以人为本”的科学发展观。随着国内劳动力成本上升及其缺口增加，我国煤矿开采机械化、智能化需求持续提高。

我国煤矿开采技术逐渐向智能化发展

资料来源：公开资料

我国煤炭采选行业近十年从业人数和死亡率均明显下降，安全问题仍有提升空间。我国露天煤矿占总煤矿储量不到 12%，大多数煤矿资源为井工矿，这类矿产开采较为困难，加之早期受我国煤炭开采技术的限制，煤炭开采安全难以得到保障。根据国家安全监管总局和统计局统计，2013年我国煤炭采选业从业人数约为611万人，百万吨死亡率为 29.3%，远高于美国、澳大利亚等发达国家，2020 年我国煤炭采选从业人数仅为 285 万人，较 2013年下降 53.3%。百万吨死亡率也从 2013年的 29.3%大幅下降至 2022年的 5.4%，缩小了与美国、澳大利亚之间的差距。但安全差距仍然存在，据美国劳工部数据显示，2020 年美国和澳大利亚全年因煤炭开采死亡的人数均为个位数，两国百万吨死亡率也都在 1%左右。

煤炭百万吨死亡率

资料来源：国家安全监管总局

相比美国和澳大利亚，中国煤炭开采死亡率依旧较高

资料来源：DOL、国际煤炭网

智能化综采系统结构：智能化综采系统是建设煤炭开采智能化的基础，主要由工作面部分、顺槽部分、地面部分三大部分组成。工作面部分位于井下，通过不同智能化设备之前的协同配合实现煤炭的采、支、云等工作，该部分对应煤机设备的“三机一架”；顺槽部分为工作面装备提供电液及装备运行的远程监控功能；地面部分为中心调度室，通过矿井环网实现井下巷道、工作面、设备、人员、车辆等的全方位动态监测及相关设备的远程控制。

2017年-2022年采掘工组面的智能程度越来越高

资料来源：Wind

从业人数减下降和安全需求提升均为推进煤炭开采智能化创造动力，2025年渗透率达到25%，2023-2025年年煤矿工作面智能化建设市场为需求分别为127亿、184亿、139亿元

根据《2020煤炭行业发展年度报告》，2025年我国矿井数量应控制在4000处左右，并建成1000处智能化煤矿，智能化采掘工作面渗透率达25%。

（1）基于 2025 年我国矿井数量控制在 4000 处左右，假设 2021-2025 年期间煤矿数量每年减少 140 处；

（2）综采工作面分为采煤工作面和掘进工作面，根据《煤矿安全规程》一个采区的单翼最多布置 1 个采煤工作面和 2 个掘进工作面，双翼则翻倍，目前行业统一认为“一矿一井一面”方式最为合理。综合考虑我国煤矿能源占比高，建设产能需留有一定富余量，同时考虑某些小产能或落后产能开工不足的情况，假设我国采矿业产能利用率为 77%，则采掘工作面总数量=矿井数*77%，其中采煤工作面数量占比 1/3，掘进工作面数量占比2/3；

（3）基于 2025 年我国煤矿开采智能化工作面渗透率将达到 25%，同时随着智能化技术和产品的成熟度提高，以及技术迭代过程。估计 2021-2025 年智能化渗透率分别为6%、10%、14%、20%、25%，则每年智能化工作面数量=当年工作面总数量*智能化渗透率，新增智能化工作面数量=当年智能化工作面数量-前一年智能化工作面数量；