中国煤矿机械装备发展现状和“十二五”展望

柏振军

(中国煤矿机械装备有限责任公司,北京市东城区,100011)

中国煤矿机械装备发展现状和“十二五”展望

柏振军

(中国煤矿机械装备有限责任公司,北京市东城区,100011)

回顾了“十一五”期间中国煤矿装备制造发展取得的成绩和面临的问题。认为煤矿机械装备业“十二五”面临新的发展机遇;煤矿装备向安全生产、科学技术自动化、智能化、信息化发展,并呈现煤机产业集聚化、产品成套化的竞争态势。

现状 展望 煤矿机械 中国

1 “十一五”煤矿装备制造发展现状

“十一五”期间,我国煤炭工业取得了举世瞩目的成绩,煤炭产能在“十一五”期间以超乎预期的速度迅猛增长,对煤炭工业的快速发展起到了重要保障和推动作用。

1.1 “十一五”煤矿装备制造取得的成绩

1.1.1 装备技术性能大幅度提高

(1)采煤机。经过30多年的发展,我国采煤机制造走过了从液压牵引到电牵引的发展阶段,已能生产适应薄煤层到厚煤层的全系列采煤机。与国外最先进的电牵引采煤机相比,总体技术参数方面已接近国外同类产品,在薄煤层采煤机方面具备优势。国内最大的采煤机MG1000/2550-GWD,总装机功率已达2550 kW,滚筒最大直径3.6 m,截割高度达到7.1 m,形成了具有自己特色、具有自主知识产权的国产品牌。

(2)液压支架。目前,我国液压支架的品种、类型比较齐全,中煤装备、郑州煤机已生产7.5 m、7 m的液压支架,我国已开展电液控制系统的科技攻关,电液控制系统开始工业性试验,液压支架部分技术参数已经达到国际先进水平,在设计理念、工艺制造等方面实现了新的突破和提升,为国家特大矿压、特厚煤层矿井实现高产高效提供了强有力支撑。

(3)掘进机。经过多年发展,我国已开发出轻、中、重型,煤巷、岩巷等多个系列的掘进机产品,产品性能已达到国外先进水平,完全可以实现进口替代。目前,国产最大的掘进机 EBH350,截割功率达到350 kW。

(4)刮板输送机。目前国内重型刮板输送机在整机性能、总体参数方面已接近国外同类产品。目前国产最大的 SGZ1350/3×1200型刮板输送机,装机功率3×1200 kW,输送能力达5000 t/h。

(5)刨煤机。近两年张家口煤机公司与天地玛珂公司合作开发了全自动无人工作面刨煤机。采高0.9～2.0 m,功率2×400 kW或2×315 kW,适用煤硬度系数f＜3.5,牵引链34mm,已投放市场。

(6)提升设备。目前矿井提升设备基本上能满足煤炭发展需求,国内组套的最大5 m直径滚筒、40 t箕斗多绳提升机系统在国内矿井已正常运行3年。

(7)洗选设备。经过多年自行开发和引进吸收,我国已能制造包括重介、跳汰、浮选等多种型号的洗选设备,动筛跳汰处理能力达 40～60 t/m2·h,单槽16 m3浮选机处理能力达 300 m3/h,重介基本实现自动化。

(8)露天设备。“十五”末开始,我国大型露天煤矿生产能力已达2000万t/a,露天设备朝大型化发展。为适应这一发展趋势,我国设计、科研和煤机制造企业正在研发千万吨级大型露天煤矿半连续开采工艺及所用破碎、转载、输送、排土等设备。我国已能生产20 m3、27 m3、35 m3、55 m3大型挖掘机等露天矿用产品。

1.1.2 装备制造呈现成套化发展趋势

经过多年的积累,我国煤机行业获得了较快发展,形成了较完整的煤炭装备制造体系,专业化程度也大大提高,煤机企业已具备综合生产配套能力。包括:年产600～1000万t厚煤层综采成套技术装备;年产150～200万t薄煤层自动化综采成套技术装备;年产100万t以上短壁综采成套技术装备;巷道快速综掘成套技术装备等。产业的发展呈现由单机制造转向提供成套装备,大型化、智能化以及成套化装备将成为发展趋势。我国中煤装备、天地科技等基本能实现装备的成套化,且成套能力大幅度提高。

1.1.3 煤机装备市场规模不断扩大,大幅带动煤机产能增长,煤机企业经济效益也大幅提高

2000年以来,煤炭需求急剧增长带动煤炭开采业空前繁荣,直接为煤炭开采加工利用提供服务的煤炭装备业和服务业也步入历史最快的发展阶段,煤炭企业效益的改善使其购买新装备的能力大大增强,强劲的需求决定了2006-2010年是煤炭装备行业发展的黄金期。2001年,中国三机一架总产值为104亿元,到2008年增加到579亿元。到2009年,中国煤机装备产值已近700亿元(不包括露天设备)。

1.1.4 部分产品已出口到国外,海外市场逐步打开

2007年3月,中煤装备公司向俄罗斯出口大型综采放顶煤设备的达产认定书签订,开创了俄罗斯采用放顶煤设备及技术工艺开采煤矿的先河,实现了中国煤矿机械成套设备向欧洲出口零的突破,标志着中国成套综采设备参与国际煤机市场竞争的开始。中煤装备公司2010年又在俄罗斯设立设备服务中心。2008年郑州煤机集团公司的产品出口印度、俄罗斯,三一重型装备有限公司的产品出口俄罗斯、伊朗。

1.1.5 煤机市场股权结构多元化,重组整合已蔚然成风

中国煤炭行业实施的资源整合、大集团战略尤其是13个煤炭基地的建设,对煤机行业打造品牌、产品升级换代等将产生巨大的推动作用。这些措施在提供巨大市场机遇的同时,促进煤机行业市场的重新洗牌。煤机企业为取得市场优势和技术优势,往往和煤炭企业或科研院所共同出资建厂,形成自己的区域优势。目前,煤机企业并购、重组整合加速。

1.1.6 煤机装备基地建设方兴未艾

2006年公布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》在振兴目标中提出“依靠区域优势,发挥产业集聚效应,形成若干具有特色和知名品牌的装备制造集中地”。几年来,我国煤矿装备制造基地建设初见成效。山西省在“十一五”期间重点支持建设山西太重煤机煤矿装备成套有限公司暨煤机成套装备制造基地,郑州煤机正积极投资建新的煤机工业园,中煤装备公司正投巨资在张家口、鄂尔多斯、陕西榆林、贵州盘江建煤机工业园。

1.1.7 煤机企业上市融资步伐加快

煤机企业通过上市筹集大量资金,促进企业规范化运作,提升企业知名度和影响力,使企业做大做强。国际煤机公司、郑州煤机、郑州四维、山东矿机等已成功上市。

1.2 当前我国煤矿机械装备制造业面临的问题

目前,我国煤机行业在快速发展的同时,也随之出现了很多令人担忧的问题。这些问题将影响到未来煤机行业健康良好的发展,从而也将对我国煤炭行业可持续发展产生制约因素。

1.2.1 产业基础薄弱,产品寿命短、可靠性差

由于我国基础技术发展滞后,使得关键零部件、轴承、密封件、电机、电气元件、液压元部件等,在使用寿命和可靠性上与国际先进水平相比都存在较大的差距,难以满足煤机设备高性能、高可靠性的需要,这些问题造成了成套产品的可靠性差,使用寿命短。

1.2.2 技术创新能力弱

我国煤机制造企业大多没有技术开发中心,依赖于科研院所,企业的自主开发和创新能力很弱,多数煤机制造企业尚未形成自主开发的良性循环,产品开发周期过长,企业对市场的快速反应能力差,科技开发投入少,专业技术人才严重缺乏。

1.2.3 产品技术标准落后

我国现行的煤机产品技术标准,普遍低于国际上同类产品的技术标准,有些标准多年未修订,已不能适应现有产品发展需要。

1.2.4 煤机装备制造业整体竞争力仍较弱

我国煤矿装备制造业每年的生产总数量居世界第一,但实力不强,缺乏国际竞争力,只能靠低价位参与市场竞争;技术创新体系没有形成,企业自主创新能力薄弱,没有掌握新产品开发的主动权;我国煤矿装备制造业企业达800余家,但没有一个企业能够跻身于中国500强,更谈不上世界500强。

1.2.5 煤机行业投资趋热,煤机产能增长过快

随着煤机形势市场好转,加入煤机装备制造业的厂家越来越多,同时现有的煤机企业纷纷进行技术改造、新建煤机工业园区、通过联合重组组建新的企业,使得煤机产能迅猛增长。

1.2.6 高端产品仍依赖于进口,低端产品产能严重过剩

由于我国产业基础薄弱、技术创新能力不强和产品技术标准落后等诸多因素制约,致使国产大型综采、综掘和选煤成套装备可靠性低,自动化、信息化建设总体滞后,高端产品还需进口,矿井提升的控制技术受制于外国公司,适合小型煤矿开采的成套技术装备严重不足。而另一方面,相当数量的煤机制造企业只能从事一些技术水平低的简单产品的仿制,无力从事新产品开发,导致诸如低端的液压支架、小型刮板输送机、小型带式输送机及综机配件的生产能力严重过剩、产品质量低。

2 “十二五”煤矿装备制造展望

2010年的全国煤炭工作会议,明确了煤炭生产以大型煤炭企业、大型煤炭基地和大型现代化煤矿为主,基本形成稳定供应格局,到2015年,形成10个亿吨级、10个5000万t级特大型煤炭企业;全国煤矿采煤机械化程度达到75%以上,千万吨级煤矿达到60处。近期,国家出台了一系列关于推进煤炭工业健康发展的政策和意见,如国家发改委发布了《关于加快推进煤矿企业兼并重组若干意见》;国家安监总局、国家煤监局、国家发改委、国家能源局联合发布了《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》。国家上述政策的出台和全国煤炭工作会议精神,明确了“十二五”煤炭工业健康发展的总体目标,煤炭工业新的发展形势对煤矿装备提出了更高更新的要求,同时带来了新的发展机遇。煤炭生产集约化,要求煤矿装备向成套化、高可靠性方向发展;煤炭工业安全生产,对自动化、智能化、信息化的煤矿装备要求增加。

2.1 “十二五”煤机装备技术发展趋势

“十二五”煤机装备技术发展趋势是:适应我国煤矿地质和生产特点、发展具有高可靠性和智能化煤机成套装备,不断提升煤矿生产效率;建立和优化标准,加大投入,攻克装备稳定性、可靠性等技术难题,提高单机的各项技术性能,实现装备支撑、引领、服务煤炭生产的需要;按照信息化带动工业化、工业化促进信息化的要求,提升装备自动化、信息化水平,实现装备的可视化和远程监控,逐步实现生产系统全部自动化和数字化。产品创新和发展重点如下。

(1)4.5 m以下厚及中厚煤层成套装备研发。我国4.5 m以下厚及中厚煤层煤炭储量占全部储量的50%,研究4.5 m以下厚及中厚煤层成套装备对提高矿井生产能力具有重要意义。当前要研究快速采煤新方法、新工艺以及超长工作面开采技术与系统配套技术,提高现有采掘装备技术水平、自动化水平和生产效率,推动我国煤机装备的升级换代,实现中厚煤层工作面高效自动化采掘,达到年产 1000万 t。

(2)薄煤层成套装备研究。我国1.3 m以下的薄煤层煤炭储量占全部储量的20%,研究1.3 m以下薄煤层成套装备对提高资源回收率具有重要意义。当前要开发适合薄煤层的采煤机、液压支架、刨煤机等,并形成综合配套能力,提高生产效率,形成工作面单产150～200万t/a的生产能力。

(3)提升设备。要开发研制适用于年产1000万t的特大型深井矿井提升设备,改进和完善恒减速、恒力矩液压控制系统,研制大容量提升电动机变频调速装置;完善计算机全数字监控自动化运行系统。

(4)煤巷掘锚一体化联合机组的研制。根据国外掘锚机组的发展趋势,同时要结合我国国情和煤矿实际,开发研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体的掘锚联合装备机组,大大提高掘进速度。

(5)高效岩巷掘进成套装备研制。我国国有重点煤矿掘进巷道中约有1/3是岩石巷道,且随着煤炭开采的深度不断加大,岩巷掘进将是一个重点解决的问题,目前岩石巷道掘进主要使用钻爆法,月进尺仅为40 m/月左右。需要研制高效岩巷道掘进成套装备。

(6)井下主要设备可视化、可控系统研究。应用计算机和通讯技术,解决井下主要设备远程传输和控制难题,实现井下主要设备运行井上可视,主要设备井上可控,帮助技术人员实现远程控制、故障诊断、安全运行等,提高自动化水平。

(7)大型高效选煤厂设备国产化、自动化。为适应煤炭洗选加工的要求,应开发研制单机处理能力为1000～2000 m3/h的新型浮选机,其主要参数能够实现自动控制。

开发研究并解决300～400万t/a以上大型选煤厂的集中控制和智能化管理技术与装备,实现选煤厂的全过程的主要工艺参数的在线检测,实现跳汰机、浮选机、重介旋流器、压滤机等主要分选设备单机自动化控制和选煤厂全厂的综合自动化控制。

(8)大型露天设备国产化研究。国内外露天矿技术发展总的趋势是开采规模大型化、生产连续化、装备现代化。智能矿山的研究与开发,是露天矿科技进步的发展方向,采矿技术正向液压化、联动化、自动化发展。

(9)煤矿主要机械装备的节能技术。现在煤矿设备功率越来越大,矿井、选煤厂主要机械设备容量约占矿井总电力负荷的70%～80%。可对井下采煤机、通风机、提升等设备采用CST可控技术,实现能效的提高,实现节能减排。提高矿井、选煤厂主要机械装备的自动化运行水平,提高机械运行效率,避免设备的空载、轻载运行,达到节能效果。对矿井、选煤厂主要机械设备配备节能型拖动系统,结合变频装置的技术发展,充分发挥这一节能装置在煤机设备上的作用,实现高效、节能。

2.2 “十二五”煤机需求预测

综合2000年以来的煤炭产量倍增产生的装备更新需求、装备水平提高带来的升级需求、新建煤矿产生的新增需求和售后服务及零部件需求等因素,预计未来5年对煤机装备的需求将保持20%以上的增长率。据有关机构预测,煤矿机械装备的年需求2013年可达1000亿元,2015年可达1500亿元。

2.3 煤机行业竞争格局

近10年来,由于煤炭产量的快速增长和市场的转暖带动了煤炭生产的快速增长,进而对煤机设备的需求快速增长。在煤机行业高增长的诱惑下,很多原本煤机行业外的企业纷纷进入煤机行业,加剧了煤机行业内的竞争程度,其中还包括很多国外厂商,主要有比塞洛斯国际(Bucyrus International)、久益环球(Joy Global),这些跨国公司的产品在可靠性、智能化、自动控制等方面代表了现代井工采煤装备的技术制造水平,已成为我国煤机企业主要竞争对手。中煤装备公司作为煤机行业国内领军企业,在2010年中国机械500强排名中,名列96名,这是我国煤矿装备制造业企业首次进入中国机械百强企业。山西、山东等煤机企业的快速整合,一批煤机企业新建、扩建项目的陆续投产,煤机产能急剧扩大,同时,一些重点产煤省份和地区陆续把煤机制造业列为优先发展的产业,目前已采取了投资新建、整合、省内企业保护等措施。随着郑州煤机、郑州四维、山东矿机、林州重机等企业上市,目前已有多家企业提出打造百亿煤机企业,数百家国内中低端产品制造企业在中低端市场抢占市场份额,形成了国企、民企、外资企业三足鼎立的竞争格局,煤机市场产能已经相对过剩,市场愈加激烈。随着煤矿机械制造的快速发展,产业的发展呈现由单机制造转向成套装备的竞争态势,大型化、智能化以及成套装备将成为发展趋势和市场热点。

2.4 我国煤机企业发展趋势

(1)煤炭企业发展的方向是大型和特大型煤炭企业集团,为煤机行业的发展提供了有效的市场支撑。

(2)国内煤机企业联合形成产品成套化是发展趋势。

(3)国内煤机企业为了抢占市场,纷纷加大投资建设煤机产业装备园,呈现出产业集聚的发展趋势。

(4)大型煤机装备制造企业整合发展,产业集中度逐步提高,加上数百家国内中低端产品制造企业由于产能过剩,竞争激烈,在提供巨大市场机遇的同时,也将加速整个煤机行业市场的重新洗牌。

(责任编辑 张大鹏)

China coalmining equipment:current situation and prospect of Twelfth-five Year Plan

Bai Zhenjun
(China National Coal Mining Equipment Co.,Ltd.,Dongcheng,Beijing 100011,China)

The paper reviews the achievement and existing problems of coalmining equipment manufactory in China.The author proposes that during the Twelfth-five Year Plan,there is opportunity for the development of coalmining equipment.The coalmining equipment is headed to emphasize on work safety,scientific automation,intelligentization and informatization,and the marketing competition will focus on industry agglomeration and product integration.

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TD-9

A

柏振军(1955-),男,大学本科学历,工程师,中国煤矿机械装备有限责任公司副总经理。