柏振軍

(中國煤礦機械裝備有限責任公司,北京市東城區(qū),100011)

中國煤礦機械裝備發(fā)展現(xiàn)狀和“十二五”展望

柏振軍

(中國煤礦機械裝備有限責任公司,北京市東城區(qū),100011)

回顧了“十一五”期間中國煤礦裝備制造發(fā)展取得的成績和面臨的問題。認為煤礦機械裝備業(yè)“十二五”面臨新的發(fā)展機遇;煤礦裝備向安全生產、科學技術自動化、智能化、信息化發(fā)展,并呈現(xiàn)煤機產業(yè)集聚化、產品成套化的競爭態(tài)勢。

現(xiàn)狀 展望 煤礦機械 中國

1 “十一五”煤礦裝備制造發(fā)展現(xiàn)狀

“十一五”期間,我國煤炭工業(yè)取得了舉世矚目的成績,煤炭產能在“十一五”期間以超乎預期的速度迅猛增長,對煤炭工業(yè)的快速發(fā)展起到了重要保障和推動作用。

1.1 “十一五”煤礦裝備制造取得的成績

1.1.1 裝備技術性能大幅度提高

(1)采煤機。經(jīng)過30多年的發(fā)展,我國采煤機制造走過了從液壓牽引到電牽引的發(fā)展階段,已能生產適應薄煤層到厚煤層的全系列采煤機。與國外最先進的電牽引采煤機相比,總體技術參數(shù)方面已接近國外同類產品,在薄煤層采煤機方面具備優(yōu)勢。國內最大的采煤機MG1000/2550-GWD,總裝機功率已達2550 kW,滾筒最大直徑3.6 m,截割高度達到7.1 m,形成了具有自己特色、具有自主知識產權的國產品牌。

(2)液壓支架。目前,我國液壓支架的品種、類型比較齊全,中煤裝備、鄭州煤機已生產7.5 m、7 m的液壓支架,我國已開展電液控制系統(tǒng)的科技攻關,電液控制系統(tǒng)開始工業(yè)性試驗,液壓支架部分技術參數(shù)已經(jīng)達到國際先進水平,在設計理念、工藝制造等方面實現(xiàn)了新的突破和提升,為國家特大礦壓、特厚煤層礦井實現(xiàn)高產高效提供了強有力支撐。

(3)掘進機。經(jīng)過多年發(fā)展,我國已開發(fā)出輕、中、重型,煤巷、巖巷等多個系列的掘進機產品,產品性能已達到國外先進水平,完全可以實現(xiàn)進口替代。目前,國產最大的掘進機 EBH350,截割功率達到350 kW。

(4)刮板輸送機。目前國內重型刮板輸送機在整機性能、總體參數(shù)方面已接近國外同類產品。目前國產最大的 SGZ1350/3×1200型刮板輸送機,裝機功率3×1200 kW,輸送能力達5000 t/h。

(5)刨煤機。近兩年張家口煤機公司與天地瑪珂公司合作開發(fā)了全自動無人工作面刨煤機。采高0.9～2.0 m,功率2×400 kW或2×315 kW,適用煤硬度系數(shù)f＜3.5,牽引鏈34mm,已投放市場。

(6)提升設備。目前礦井提升設備基本上能滿足煤炭發(fā)展需求,國內組套的最大5 m直徑滾筒、40 t箕斗多繩提升機系統(tǒng)在國內礦井已正常運行3年。

(7)洗選設備。經(jīng)過多年自行開發(fā)和引進吸收,我國已能制造包括重介、跳汰、浮選等多種型號的洗選設備,動篩跳汰處理能力達 40～60 t/m2·h,單槽16 m3浮選機處理能力達 300 m3/h,重介基本實現(xiàn)自動化。

(8)露天設備?！笆濉蹦╅_始,我國大型露天煤礦生產能力已達2000萬t/a,露天設備朝大型化發(fā)展。為適應這一發(fā)展趨勢,我國設計、科研和煤機制造企業(yè)正在研發(fā)千萬噸級大型露天煤礦半連續(xù)開采工藝及所用破碎、轉載、輸送、排土等設備。我國已能生產20 m3、27 m3、35 m3、55 m3大型挖掘機等露天礦用產品。

1.1.2 裝備制造呈現(xiàn)成套化發(fā)展趨勢

經(jīng)過多年的積累,我國煤機行業(yè)獲得了較快發(fā)展,形成了較完整的煤炭裝備制造體系,專業(yè)化程度也大大提高,煤機企業(yè)已具備綜合生產配套能力。包括:年產600～1000萬t厚煤層綜采成套技術裝備;年產150～200萬t薄煤層自動化綜采成套技術裝備;年產100萬t以上短壁綜采成套技術裝備;巷道快速綜掘成套技術裝備等。產業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)由單機制造轉向提供成套裝備,大型化、智能化以及成套化裝備將成為發(fā)展趨勢。我國中煤裝備、天地科技等基本能實現(xiàn)裝備的成套化,且成套能力大幅度提高。

1.1.3 煤機裝備市場規(guī)模不斷擴大,大幅帶動煤機產能增長,煤機企業(yè)經(jīng)濟效益也大幅提高

2000年以來,煤炭需求急劇增長帶動煤炭開采業(yè)空前繁榮,直接為煤炭開采加工利用提供服務的煤炭裝備業(yè)和服務業(yè)也步入歷史最快的發(fā)展階段,煤炭企業(yè)效益的改善使其購買新裝備的能力大大增強,強勁的需求決定了2006-2010年是煤炭裝備行業(yè)發(fā)展的黃金期。2001年,中國三機一架總產值為104億元,到2008年增加到579億元。到2009年,中國煤機裝備產值已近700億元(不包括露天設備)。

1.1.4 部分產品已出口到國外,海外市場逐步打開

2007年3月,中煤裝備公司向俄羅斯出口大型綜采放頂煤設備的達產認定書簽訂,開創(chuàng)了俄羅斯采用放頂煤設備及技術工藝開采煤礦的先河,實現(xiàn)了中國煤礦機械成套設備向歐洲出口零的突破,標志著中國成套綜采設備參與國際煤機市場競爭的開始。中煤裝備公司2010年又在俄羅斯設立設備服務中心。2008年鄭州煤機集團公司的產品出口印度、俄羅斯,三一重型裝備有限公司的產品出口俄羅斯、伊朗。

1.1.5 煤機市場股權結構多元化,重組整合已蔚然成風

中國煤炭行業(yè)實施的資源整合、大集團戰(zhàn)略尤其是13個煤炭基地的建設,對煤機行業(yè)打造品牌、產品升級換代等將產生巨大的推動作用。這些措施在提供巨大市場機遇的同時,促進煤機行業(yè)市場的重新洗牌。煤機企業(yè)為取得市場優(yōu)勢和技術優(yōu)勢,往往和煤炭企業(yè)或科研院所共同出資建廠,形成自己的區(qū)域優(yōu)勢。目前,煤機企業(yè)并購、重組整合加速。

1.1.6 煤機裝備基地建設方興未艾

2006年公布的《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》在振興目標中提出“依靠區(qū)域優(yōu)勢,發(fā)揮產業(yè)集聚效應,形成若干具有特色和知名品牌的裝備制造集中地”。幾年來,我國煤礦裝備制造基地建設初見成效。山西省在“十一五”期間重點支持建設山西太重煤機煤礦裝備成套有限公司暨煤機成套裝備制造基地,鄭州煤機正積極投資建新的煤機工業(yè)園,中煤裝備公司正投巨資在張家口、鄂爾多斯、陜西榆林、貴州盤江建煤機工業(yè)園。

1.1.7 煤機企業(yè)上市融資步伐加快

煤機企業(yè)通過上市籌集大量資金,促進企業(yè)規(guī)范化運作,提升企業(yè)知名度和影響力,使企業(yè)做大做強。國際煤機公司、鄭州煤機、鄭州四維、山東礦機等已成功上市。

1.2 當前我國煤礦機械裝備制造業(yè)面臨的問題

目前,我國煤機行業(yè)在快速發(fā)展的同時,也隨之出現(xiàn)了很多令人擔憂的問題。這些問題將影響到未來煤機行業(yè)健康良好的發(fā)展,從而也將對我國煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展產生制約因素。

1.2.1 產業(yè)基礎薄弱,產品壽命短、可靠性差

由于我國基礎技術發(fā)展滯后,使得關鍵零部件、軸承、密封件、電機、電氣元件、液壓元部件等,在使用壽命和可靠性上與國際先進水平相比都存在較大的差距,難以滿足煤機設備高性能、高可靠性的需要,這些問題造成了成套產品的可靠性差,使用壽命短。

1.2.2 技術創(chuàng)新能力弱

我國煤機制造企業(yè)大多沒有技術開發(fā)中心,依賴于科研院所,企業(yè)的自主開發(fā)和創(chuàng)新能力很弱,多數(shù)煤機制造企業(yè)尚未形成自主開發(fā)的良性循環(huán),產品開發(fā)周期過長,企業(yè)對市場的快速反應能力差,科技開發(fā)投入少,專業(yè)技術人才嚴重缺乏。

1.2.3 產品技術標準落后

我國現(xiàn)行的煤機產品技術標準,普遍低于國際上同類產品的技術標準,有些標準多年未修訂,已不能適應現(xiàn)有產品發(fā)展需要。

1.2.4 煤機裝備制造業(yè)整體競爭力仍較弱

我國煤礦裝備制造業(yè)每年的生產總數(shù)量居世界第一,但實力不強,缺乏國際競爭力,只能靠低價位參與市場競爭;技術創(chuàng)新體系沒有形成,企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱,沒有掌握新產品開發(fā)的主動權;我國煤礦裝備制造業(yè)企業(yè)達800余家,但沒有一個企業(yè)能夠躋身于中國500強,更談不上世界500強。

1.2.5 煤機行業(yè)投資趨熱,煤機產能增長過快

隨著煤機形勢市場好轉,加入煤機裝備制造業(yè)的廠家越來越多,同時現(xiàn)有的煤機企業(yè)紛紛進行技術改造、新建煤機工業(yè)園區(qū)、通過聯(lián)合重組組建新的企業(yè),使得煤機產能迅猛增長。

1.2.6 高端產品仍依賴于進口,低端產品產能嚴重過剩

由于我國產業(yè)基礎薄弱、技術創(chuàng)新能力不強和產品技術標準落后等諸多因素制約,致使國產大型綜采、綜掘和選煤成套裝備可靠性低,自動化、信息化建設總體滯后,高端產品還需進口,礦井提升的控制技術受制于外國公司,適合小型煤礦開采的成套技術裝備嚴重不足。而另一方面,相當數(shù)量的煤機制造企業(yè)只能從事一些技術水平低的簡單產品的仿制,無力從事新產品開發(fā),導致諸如低端的液壓支架、小型刮板輸送機、小型帶式輸送機及綜機配件的生產能力嚴重過剩、產品質量低。

2 “十二五”煤礦裝備制造展望

2010年的全國煤炭工作會議,明確了煤炭生產以大型煤炭企業(yè)、大型煤炭基地和大型現(xiàn)代化煤礦為主,基本形成穩(wěn)定供應格局,到2015年,形成10個億噸級、10個5000萬t級特大型煤炭企業(yè);全國煤礦采煤機械化程度達到75%以上,千萬噸級煤礦達到60處。近期,國家出臺了一系列關于推進煤炭工業(yè)健康發(fā)展的政策和意見,如國家發(fā)改委發(fā)布了《關于加快推進煤礦企業(yè)兼并重組若干意見》;國家安監(jiān)總局、國家煤監(jiān)局、國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于推進小型煤礦機械化的指導意見》。國家上述政策的出臺和全國煤炭工作會議精神,明確了“十二五”煤炭工業(yè)健康發(fā)展的總體目標,煤炭工業(yè)新的發(fā)展形勢對煤礦裝備提出了更高更新的要求,同時帶來了新的發(fā)展機遇。煤炭生產集約化,要求煤礦裝備向成套化、高可靠性方向發(fā)展;煤炭工業(yè)安全生產,對自動化、智能化、信息化的煤礦裝備要求增加。

2.1 “十二五”煤機裝備技術發(fā)展趨勢

“十二五”煤機裝備技術發(fā)展趨勢是:適應我國煤礦地質和生產特點、發(fā)展具有高可靠性和智能化煤機成套裝備,不斷提升煤礦生產效率;建立和優(yōu)化標準,加大投入,攻克裝備穩(wěn)定性、可靠性等技術難題,提高單機的各項技術性能,實現(xiàn)裝備支撐、引領、服務煤炭生產的需要;按照信息化帶動工業(yè)化、工業(yè)化促進信息化的要求,提升裝備自動化、信息化水平,實現(xiàn)裝備的可視化和遠程監(jiān)控,逐步實現(xiàn)生產系統(tǒng)全部自動化和數(shù)字化。產品創(chuàng)新和發(fā)展重點如下。

(1)4.5 m以下厚及中厚煤層成套裝備研發(fā)。我國4.5 m以下厚及中厚煤層煤炭儲量占全部儲量的50%,研究4.5 m以下厚及中厚煤層成套裝備對提高礦井生產能力具有重要意義。當前要研究快速采煤新方法、新工藝以及超長工作面開采技術與系統(tǒng)配套技術,提高現(xiàn)有采掘裝備技術水平、自動化水平和生產效率,推動我國煤機裝備的升級換代,實現(xiàn)中厚煤層工作面高效自動化采掘,達到年產 1000萬 t。

(2)薄煤層成套裝備研究。我國1.3 m以下的薄煤層煤炭儲量占全部儲量的20%,研究1.3 m以下薄煤層成套裝備對提高資源回收率具有重要意義。當前要開發(fā)適合薄煤層的采煤機、液壓支架、刨煤機等,并形成綜合配套能力,提高生產效率,形成工作面單產150～200萬t/a的生產能力。

(3)提升設備。要開發(fā)研制適用于年產1000萬t的特大型深井礦井提升設備,改進和完善恒減速、恒力矩液壓控制系統(tǒng),研制大容量提升電動機變頻調速裝置;完善計算機全數(shù)字監(jiān)控自動化運行系統(tǒng)。

(4)煤巷掘錨一體化聯(lián)合機組的研制。根據(jù)國外掘錨機組的發(fā)展趨勢,同時要結合我國國情和煤礦實際,開發(fā)研制集切割、裝運、行走、錨桿支護、機載、除塵等功能為一體的掘錨聯(lián)合裝備機組,大大提高掘進速度。

(5)高效巖巷掘進成套裝備研制。我國國有重點煤礦掘進巷道中約有1/3是巖石巷道,且隨著煤炭開采的深度不斷加大,巖巷掘進將是一個重點解決的問題,目前巖石巷道掘進主要使用鉆爆法,月進尺僅為40 m/月左右。需要研制高效巖巷道掘進成套裝備。

(6)井下主要設備可視化、可控系統(tǒng)研究。應用計算機和通訊技術,解決井下主要設備遠程傳輸和控制難題,實現(xiàn)井下主要設備運行井上可視,主要設備井上可控,幫助技術人員實現(xiàn)遠程控制、故障診斷、安全運行等,提高自動化水平。

(7)大型高效選煤廠設備國產化、自動化。為適應煤炭洗選加工的要求,應開發(fā)研制單機處理能力為1000～2000 m3/h的新型浮選機,其主要參數(shù)能夠實現(xiàn)自動控制。

開發(fā)研究并解決300～400萬t/a以上大型選煤廠的集中控制和智能化管理技術與裝備,實現(xiàn)選煤廠的全過程的主要工藝參數(shù)的在線檢測,實現(xiàn)跳汰機、浮選機、重介旋流器、壓濾機等主要分選設備單機自動化控制和選煤廠全廠的綜合自動化控制。

(8)大型露天設備國產化研究。國內外露天礦技術發(fā)展總的趨勢是開采規(guī)模大型化、生產連續(xù)化、裝備現(xiàn)代化。智能礦山的研究與開發(fā),是露天礦科技進步的發(fā)展方向,采礦技術正向液壓化、聯(lián)動化、自動化發(fā)展。

(9)煤礦主要機械裝備的節(jié)能技術?，F(xiàn)在煤礦設備功率越來越大,礦井、選煤廠主要機械設備容量約占礦井總電力負荷的70%～80%?？蓪虏擅簷C、通風機、提升等設備采用CST可控技術,實現(xiàn)能效的提高,實現(xiàn)節(jié)能減排。提高礦井、選煤廠主要機械裝備的自動化運行水平,提高機械運行效率,避免設備的空載、輕載運行,達到節(jié)能效果。對礦井、選煤廠主要機械設備配備節(jié)能型拖動系統(tǒng),結合變頻裝置的技術發(fā)展,充分發(fā)揮這一節(jié)能裝置在煤機設備上的作用,實現(xiàn)高效、節(jié)能。

2.2 “十二五”煤機需求預測

綜合2000年以來的煤炭產量倍增產生的裝備更新需求、裝備水平提高帶來的升級需求、新建煤礦產生的新增需求和售后服務及零部件需求等因素,預計未來5年對煤機裝備的需求將保持20%以上的增長率。據(jù)有關機構預測,煤礦機械裝備的年需求2013年可達1000億元,2015年可達1500億元。

2.3 煤機行業(yè)競爭格局

近10年來,由于煤炭產量的快速增長和市場的轉暖帶動了煤炭生產的快速增長,進而對煤機設備的需求快速增長。在煤機行業(yè)高增長的誘惑下,很多原本煤機行業(yè)外的企業(yè)紛紛進入煤機行業(yè),加劇了煤機行業(yè)內的競爭程度,其中還包括很多國外廠商,主要有比塞洛斯國際(Bucyrus International)、久益環(huán)球(Joy Global),這些跨國公司的產品在可靠性、智能化、自動控制等方面代表了現(xiàn)代井工采煤裝備的技術制造水平,已成為我國煤機企業(yè)主要競爭對手。中煤裝備公司作為煤機行業(yè)國內領軍企業(yè),在2010年中國機械500強排名中,名列96名,這是我國煤礦裝備制造業(yè)企業(yè)首次進入中國機械百強企業(yè)。山西、山東等煤機企業(yè)的快速整合,一批煤機企業(yè)新建、擴建項目的陸續(xù)投產,煤機產能急劇擴大,同時,一些重點產煤省份和地區(qū)陸續(xù)把煤機制造業(yè)列為優(yōu)先發(fā)展的產業(yè),目前已采取了投資新建、整合、省內企業(yè)保護等措施。隨著鄭州煤機、鄭州四維、山東礦機、林州重機等企業(yè)上市,目前已有多家企業(yè)提出打造百億煤機企業(yè),數(shù)百家國內中低端產品制造企業(yè)在中低端市場搶占市場份額,形成了國企、民企、外資企業(yè)三足鼎立的競爭格局,煤機市場產能已經(jīng)相對過剩,市場愈加激烈。隨著煤礦機械制造的快速發(fā)展,產業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)由單機制造轉向成套裝備的競爭態(tài)勢,大型化、智能化以及成套裝備將成為發(fā)展趨勢和市場熱點。

2.4 我國煤機企業(yè)發(fā)展趨勢

(1)煤炭企業(yè)發(fā)展的方向是大型和特大型煤炭企業(yè)集團,為煤機行業(yè)的發(fā)展提供了有效的市場支撐。

(2)國內煤機企業(yè)聯(lián)合形成產品成套化是發(fā)展趨勢。

(3)國內煤機企業(yè)為了搶占市場,紛紛加大投資建設煤機產業(yè)裝備園,呈現(xiàn)出產業(yè)集聚的發(fā)展趨勢。

(4)大型煤機裝備制造企業(yè)整合發(fā)展,產業(yè)集中度逐步提高,加上數(shù)百家國內中低端產品制造企業(yè)由于產能過剩,競爭激烈,在提供巨大市場機遇的同時,也將加速整個煤機行業(yè)市場的重新洗牌。

(責任編輯 張大鵬)

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

柏振軍(1955-),男,大學本科學歷,工程師,中國煤礦機械裝備有限責任公司副總經(jīng)理。