智慧矿山是将数字化、自动化、智慧化等技术与矿山生产经营过程紧密结合,实现矿山智能化生产和管理的综合系统。
5G安全帽、5G云喇叭、5G救援机器人、5G采矿设备……非煤矿山智能应用水平提升,安全生产、应急救援方式更新,矿工的工作方式随之变革。
千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。从漆黑矿洞里的人工开采,到智能化“无人”采矿;从以往使用繁琐的机械设备进行矿产生产活动,到如今的“井上看清井下”……5G+工业互联网赋能矿山行业向“智”而行。
近些年来,我国颁布了多项关于支持、鼓励、规范智慧矿山行业的相关政策,如2022年国务院发布的《关于印发“十四五”国家应急体系规划的通知》表示,通过先进装备和信息化融合应用,实施智慧矿山风险防控、智慧化工园区风险防控、智慧消防、地震安全风险监测等示范工程。此外,2020年3月,国家发改委、国家能源局等8部委联合发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,意见明确指出,到2035年,各类煤矿基本实现智能化,构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。
矿山智慧化已成为行业大势所趋,政府和企业纷纷投入资源推进智能化建设。智慧矿山的建设不仅是一项超级工程,更是保障国家能源资源安全和实现可持续发展的重要基础。
据中研普华产业院研究报告《2024-2029年中国智慧矿山行业发展趋势与投资咨询报告》分析
第四章 中国矿山机械智能化现状与趋势分析
4.1 煤机智能化现状与趋势
4.1.1 煤机市场需求现状
狭义上的煤机主要包括“三机一架”。煤机即煤炭开采设备。广义上的煤机,按照煤矿开采的顺序,主要分为勘探设备、综合采掘设备、提升设备、洗选设备、煤炭安全设备、露天矿设备和其他设备等。狭义上的煤机主要指综合采掘设备中的“三机一架”,即掘进机、采煤机、刮板输送机和液压支架。
“三机一架”在煤机总价值量中占据主要地位。在煤矿机械市场中,综采设备占据主要份额,占比约70%。而综采设备工作面又包括一台采煤机、一台掘进机、一台刮板输送机和百余台液压支架,其中液压支架价值量占比最高,约为45%,掘进机、采煤机、刮板输送机分别占据12%、13%和10%。
进入21世纪以来,我国煤矿装备制造业紧紧抓住煤炭工业健康发展的良好契机,不断取得新进展和新突破,研发制造水平不断提升,重大技术装备国产化进程不断加快。经过“十一五”的技术攻关和创新,国产高端综采装备技术实现快速发展,骨干综采装备制造企业制造和研发能力大大提高,高端综采装备国产化率已达到60%以上,国产高端综采成套装备已开始向俄罗斯和印度等国家出口。经过多年的积累,我国煤矿装备制造业已经形成了较完整的制造体系,专业化程度也大大提高,制造企业已具备了综合生产配套能力。国家对煤矿装备制造产业的发展高度重视,已经将振兴装备制造业提升到了国家与民族安全的前所未有的高度,为产业的发展提供了政策环境支持。
从需求面看,煤机需求增长主要受三方面因素影响:煤炭新增产能、旧煤机替换以及先进产能置换带来的煤炭机械设备需求增长。2022年,随着煤炭市场景气度的持续回升,煤炭产量有所增加,全年煤炭产量为44.5亿吨,同比增长8.0%,煤炭产量增加将带来煤机新增需求。同时,随着煤炭机械自动化、智能化发展,先进产能置换对煤机需求提升,带动煤机需求的增长。
4.1.2 煤机市场竞争现状
我国煤炭机械行业虽起步较晚,但相较于发达国家发展较为迅速。国产煤矿装备在可靠性、智能化和信息化等方面虽落后于国际先进水平,但在装备研发、设计、制造及调试等环节都已获得显著突破,正在逐渐缩短与先进国家的差距。在采煤机方面,西安煤机、创力集团、天地科技、太原煤机占据市场80.00%的份额,掘进机市场龙头包括三一重工股份有限公司、上海创力集团股份有限公司、山西天地煤机装备有限公司等。
从煤矿装备制造行业来看,受新增煤矿产能、存量设备更新、煤矿智能化升级等多因素叠加驱动,煤炭产业对高端化、智能化产品需求强劲,国内煤机市场实现较快增长,煤矿装备制造企业经济效益持续提升。根据中国煤机协会披露数据,主要企业煤机产品销售收入、利润同比增幅较大,但行业内企业竞争进一步加剧,产业整合重组加速,将逐步形成以大型企业集团为主的市场竞争格局。
4.1.3 煤机智能化现状
我国煤层自然赋存条件复杂多变,企业和工人安全基础薄弱。我国煤炭资源分布广、煤层埋藏深,先天条件 占优的露天煤矿比重不到12%,开采相对困难的井工矿占绝大多数;同时还伴随着瓦斯、水、火、冲击地压 等灾害,开采条件受限、安全事故多发。此外,根据国务院安委办的采访,矿井存在工人下井的工作制服不达标、矿井的安全环境差、各项设施不健全等问题,体现我国煤矿企业和工人的安全意识薄弱。
煤矿智能化无人化可以解决安全问题。将以往由人完成的任务交由数字化、自动化系统处理,减少了人为产 生的错误。随着煤矿智能化的不断推进,全国煤炭2021年百万吨死亡率降至0.044,比2016年下降 71.79%。
近年来,我国煤炭装备制造与“云、大、物、移、智”等技术深度融合,智能化开采技术及装备取得重大突破。业内认为,我国煤机装备制造向智能化、绿色化和数字化迈进,将推动煤炭工业转型升级和高质量发展。
一批具有国际竞争力的大型煤机装备制造企业正强势崛起,“专精特新”企业快速发展,行业企业研发的煤机装备广泛应用,有力支撑了全国煤矿智能化建设、安全高效生产,为570多处煤矿、约1100个采掘工作面智能化建成达标和煤炭工业高质量发展贡献了“煤机力量”。
高端煤机制造装备也为煤矿智能化带来显著加持。中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家王国法在2023中国煤炭工业发展暨技术装备创新高峰论坛上表示,目前,全国首批70处智能化煤矿建设示范取得显著成效,其中,井工矿65处,露天5处,煤矿总产能超6亿吨,目前已有50余处示范建设的智能化煤矿通过验收,达到中级智能化煤矿水平,预计今年底将全部完成验收,为全国煤矿智能化建设提供可复制的经验和样板。
从国内煤矿机器机器人的市场结构来看,2022年,国内运输类煤矿机器人市占最大,达29%;其次是安全控制类,占比26%;掘进类和采煤类机器人分别占比24%、13%。
图表:2022年煤矿机器人应用种类占比

数据来源:中研普华产业研究院整理
未来智慧矿山行业发展前景
随着科技的不断发展,智慧矿山的应用前景非常广阔。未来,智慧矿山将进一步实现自动化、智能化生产,提高生产效率,降低运营成本,保障安全生产。同时,智慧矿山将推动矿业产业链的优化升级,促进矿业产业的可持续发展。
此外,随着5G、物联网等新技术的不断发展和应用,智慧矿山的通信能力和智能化水平将得到进一步提升。智慧矿山将更好地与智能制造、工业互联网等领域融合发展,形成更加完善的智能制造体系。
智慧矿山是数字化时代矿业发展的必然趋势,具有巨大的发展潜力。未来,智慧矿山将在提高生产效率、降低运营成本、保障安全生产等方面发挥重要作用,推动矿业产业的可持续发展。对于矿业企业来说,应积极拥抱新技术,加大投入力度,加快推进智慧矿山建设,以适应数字化时代的发展需求。同时,政府和社会各界也应支持智慧矿山的发展,为其提供良好的政策和环境支持。
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2024-2029年中国智慧矿山行业发展趋势与投资咨询报告
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