1证券研究报告行业评级：上次评级：行业 报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明煤机行业深度强于大市强于大市维持2022年 05月 18日（ 评级）老树新花，煤机行业蕴藏的中长期机会行业深度报告作者：分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号： S1110519050003联系人 朱晔摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 行业介绍： 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。综采设备为煤机中价值量最大的板块，占比约 70%，在综采设备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%。 行业机会： 中期： 2021年煤价经历了大幅波动， 10月份达到峰值 2500元 /吨，价格峰谷差别达到 4-5倍，虽然在一系列保供政策的作用下动力煤现价有所下降，但截至 22年 3月仍处在 940元 /吨的高位。参考当前国际能源价格环境和库参量等前瞻性指标，我们认为 22年煤机行业存在着明显的投资机会。 在价格和供需关系的作用下，煤炭行业固定资产投资额有望迎来 2011年以来的又一轮上涨周期。同时，根据煤机寿命，我们推断行业或迎来新一轮替换刚需 。 长期：根据政策指引，在 2025年大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化； 根据煤炭工业协会， 21年底年产 120万吨以上的大型煤矿占全国 85%左右，但智能工作面渗透率极低，在煤矿智能化方向，我们认为存在着可观的市场空间。 行业经营情况： 煤机行业在多个经营情况上表现优异。首先，整体盈利质量较高， 2021年行业净现比为 1.42,2017年以来净现比始终大于一；其次，板块内多家公司保持着优秀的分红比率， 2021年郑煤机的股息率分别高达 3.51%。 250-400cc排量摩托车增速最快，风险提示 ： 经济政策风险；市场下行和竞争加剧风险；原材料价格波动风险；停工停产风险等。老树新花，煤机行业 各环节介绍13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4资料 来源：创立集团招股书、郑煤机招股书、中国煤炭工业协会、中商情报网、山能 商务管理公众号、天风证券研究所图：煤机行业产业链 煤炭机械装备制造行业的上游主要是金属材料、液压部件、轴承类电器元件等行业，下游则是煤炭行业。 煤炭行业的发展以及开采方式的变化直接影响煤炭装备制造行业的市场需求、价格变化、技术进步和产品结构调整方向 ，当煤炭行业景气度上升时，煤炭装备制造业的增长速度往往大于煤炭行业的增长速度。煤炭行业的直接下游行业又包括火电、钢铁、建材和化工行业。1.1 煤机产业链5资料 来源：郑煤机招股书、天风证券研究所1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：煤机分类 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6资料 来源：郑煤机招股书、矿宝网、天风证券研究所表：“三机一架”简介 “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%。设备名称 用途 图片掘进机 用于煤矿各种巷道的掘进采煤机 用于煤矿采煤工作面的落煤和装煤刮板输送机用于煤矿采煤工作忙的煤炭运输，同时也是采煤机的行走轨道液压支架 用于综采工作面设备的推移行走1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位30%70%其他设备综采设备45%13%12%10%20% 液压支架采煤机掘进机刮板输送机其他图：煤机价值量占比7资料 来源：创立集团招股书 、 矿机云商公众号、亿 煤机械公众号、天 风证券研究所 掘进是煤矿生产的重要生产环节，是保证矿井高产稳产的关键技术措施。 掘进机直接关系到煤矿生产的能力和安全。目前我国主流掘进机为悬臂式掘进机，最主要的掘进方式是悬臂式掘进机与单休锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进。 悬臂式掘进机是截割头装在悬臂上的部分断面掘进机，可以同时实现剥离煤岩、装载运出、机器本身的行走调动以及喷雾除尘等功能。按重量级分，悬臂式掘进机可以分为重型掘进机、中型掘进机和轻型掘进机。按切割煤岩的方式不同，可以分为纵轴式掘进机和横轴式掘进机。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：悬臂式掘进机类别 简介 适用煤岩经济割度硬度 代表机型重型掘进机主要针对大型标准化矿井半煤岩、全岩或硬岩巷道的掘进设备80-100MPa EBZ315型中型掘进机主要针对中大型标准化矿井煤岩、般煤岩、硬岩巷道的掘进设备70-80MPa EBZ220型轻型掘进机主要针对中小型标准化矿井煤岩、般煤岩、硬岩巷道的掘进设备50MPa EBZ55型表：悬臂式掘进机种类8资料 来源：创立集团招股书 、盾构机 TBM掘进机施工在线公众号、 天风证券研究所 悬臂式掘进机主要由截割机构、装载机构、运输机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷却灭尘供水系统等组成。其生产工艺主要包括截割部、主体机、装运部和液控部四大部件的制备。 国内掘进机生产技术已达到国际先进水平，打破国外垄断格局。 近年来，通过自主创新、合作创新、转型创新、招商引资等途径，我国已经掌握了自主设计制造盾构的能力，国产掘进机在中国市场取得了主导地位，并且形成全球最大的产业规模，达到国际先进水平，打破了国外长期垄断国内盾构市场的局面，同时在出口方面，呈现稳步前进的态势。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：悬臂式掘进机生产工艺9资料 来源：隧道建设公众号、天风证券研究所 掘进机行业市场集中度较高。 据中国工程机械工业协会掘进机械分会和中国煤炭工业协会统计， 2019年我国掘进机械总产量达 2285台。其中，悬臂式掘进机 1656台，全断面隧道掘进机产量 610台，顶管机 19台。 尽管 2019年度悬臂式掘进机主要生产厂商有 27家之多，但前三家厂商产量占比高达 63.53%，占据市场主体地位，其中三一重型装备有限公司生产 566台，占比高达 34.18%、徐州徐工基础工程机械有限公司 303台（ 18.3%)、山西天地煤机装备有限公司 183台 (11.05%)。 全断面隧道掘进机市场集中程度更加明显。 2019度生产全断面隧道掘进机的厂商共 16家，但 72.09%的市场份额集中于前两家厂商，其中，中铁工程装备集团有限公司市场份额为 36.67%，中国铁建重工集团股份有限公司为 35.42%。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图： 2019年各厂商全断面隧道掘进机市场份额36.67%35.42%7.86%5.92%4.71%3.04%2.04%4.33% 中铁工程装备集团有限公司中国铁建重工集团股份有限公司广州海瑞克隧道机械有限公司中交天和机械设备制造有限公司辽宁三三工业有限公司上海隧道工程有限公司海瑞克（广州）隧道设备有限公司其他5663031839582635145 4540183三一重型装备有限公司徐州徐工基础工程机械有限公司山西天地煤机装备有限公司上海创立集团股份有限公司石家庄煤矿机械有限公司凯盛重工有限公司沈阳北方交通重工集团有限公司阳泉华越机械有限公司江苏佳煤机械有限公司无锡华瀚能源装备科技有限公司其他图： 2019年各厂商悬臂式掘进机出厂台数10资料 来源：矿机云商公众号、天风证券研究所 采煤机是综采成套装备的主要设备之一。采煤机是一个集机械，电气和液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，主要用于用于煤矿采煤工作面的落煤和装煤 采煤机分类多元。按工作机构的工作原理和结构形式分类可分为截框式、滚筒式、立滚筒和钻削式四种。目前，狭义的采煤机仅指使用最广、数量最多的滚筒采煤机。按适用的煤层厚度分类可分为极薄、薄、中厚和厚煤层采煤机四种。按适用的煤层倾角可分为缓斜、中斜和急斜采煤机三种。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位表：极薄、薄、中厚和厚煤层采煤机类别 适用煤层 说明缓斜煤层采煤机 倾角 25 以下的煤层在走向长壁采煤工作面可适用到倾角 35 ，在倾斜长壁采煤工作面则适用的倾角较小。中斜煤层采煤机 倾角 25 45 的煤层在走向长壁采煤工作面通常使用在煤层倾角 35 55 左右，又称大倾角煤层采煤机。急斜煤层采煤机 倾角大于 45 的煤层急斜煤层由于条件很恶劣，采下的煤块有可能会高速向下滚飞而砸伤人员；冒落的顶板会向下滚滑使采空区充填不足而造成顶板事故；类别 适用煤层 说明极薄煤层采煤机 最小煤层厚度 0.8m以下的煤层 由于设计难度大，生产能力低，所以品种和数量都很少薄煤层采煤机 最小煤层厚度 1.3m以下的煤层 -中厚煤层采煤机 厚度 1.3 3.5m的煤层 是采煤机的主流，品种多， 使用广厚煤层采煤机 最高煤层厚度大于 3.5m的煤层 由中厚煤层采煤机派生而来表：缓斜、中斜和急斜采煤机11资料来源：创立集团招股书、前瞻经济学人官网、天风证券研究所 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。采煤机生产工艺主要包括左右截割部、左右牵引部和电控部的制备。 采煤机生产技术取得突破，自动化、智能化、高速化、高可靠性是未来发展方向。 近年来，国内采煤机技术取得长足进步，已开发出多元化的电牵引采煤机系列产品，主要包括直流电牵引、交流变频电牵引和开关磁阻调速、电磁滑差变速等。未来国产采煤机发展方向主要有两方面：一方面，向自动化、智能化方向发展以提升工作面开采效率、降低工人劳动强度、提高煤矿安全生产水平的主要技术途径。另一方面，在同等采高等工作面参数情况下，要求更高的产量，因此对采煤机的牵引速度提出了要求。同时，由于牵引速度的提高，采煤机受力增大，关键零件的使用寿命降低，因此需要提高各部件的可靠性。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：采煤机制备工艺12资料 来源：前瞻经济学人官网、天风证券研究所 国内采煤机产量稳步增长，采煤机行业呈现寡头竞争格局。 2015年起，煤矿市场逐渐回暖，国内采煤机产量逐渐增加，由 2015年525台增至 18年的 600台。据前瞻产业研究院估计，未来采煤机产量将保持稳定增长。 目前，国内采煤机行业呈现出寡头竞争的局面。 2019年度六大主要厂商占据 92%的市场份额，其中，鸡西煤机为首，占据 24%，其次分别是太原煤机（ 21%）、西安煤机（ 16%）、上海创力（ 15%）、无锡盛达（ 9%)以及辽源煤机（ 7%）。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位525 532 544600 630670710750790 82085001002003004005006007008009002015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E图：国内采煤机产量（台）24%21%16%15%9%7%8%鸡西煤机 太原矿机 西安煤机 上海创力 无锡盛达 辽源煤机 其他图： 2019年各厂商采煤机市场份额13资料 来源：洛阳远见矿山设备公众号、大汉机械公司官网、天风证券研究所 刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。 刮板输送机是当前采煤工作面内不可缺少的主要设备，其作用不仅是运送煤和物料，同时还是采煤机的运行轨道。 刮板输送机种类多元。按刮板输送机溜槽的布置方式和结构，可分为并列式及重叠式两种。按链条数目及布置方式，可分为单链，双边链，双中心链和三链四种。 刮板输送机的工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭，矸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，完成物料的输送。 刮板输送机主要由传送系统、机头架、头轮组件、刮板链、中间槽、放料闸门、机尾架、尾轮组件和拉紧装置等部分构成。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：刮板输送机结构图14资料 来源：汪连成 刮板成套输送设备发展现状与展望 、 山东矿机招股书、天风证券研究所 国内刮板输送机生产技术已经得到显著提升，但距离国外水平还有差距。 国内刮板成套输送设备整体性能和使用寿命都得到了显著提升，主要体现在两方面：第一，整机无大修过煤量已突破 20Mt，部分关键部件如中部槽等过煤量已突破 40Mt，相比“十一五”时期，产品使用寿命提升一倍；第二，中低端产品自制率高达 100%，可完全实现自我配套。 但高端产品在核心零部件、关键材料、先进工艺与产业技术等方面受到限制，包括高强度耐磨板等原材料以及高端轴承，密封等基础元器件需进口。此外，在设备自动化方面，国产刮板成套输送设备单机自动化控制水平接近国外，但协同控制能力与国外还存在明显差距。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：刮板输送机生产流程15资料 来源：前瞻经济学人官网、天风证券研究所 国内刮板输送机产量稳步增长，行业呈现分散化特点。 2017年以来，我国刮板输送机市场回升，刮板输送机产量稳步增长，2018年产量约为 29.2万吨，相比于 17年的 27.9万吨增长了 4.70%。据前瞻产业研究院估计，未来我国刮板输送机产量将持续稳定增长。 整体而言，我国刮板输送机行业的竞争格局呈现分散化的特点。 2019年前 6大厂商总计市场份额仅为 27%，其中张家口煤机为首，市场份额达 10%，其次分别为吉林蛟河（ 5%）、山西煤机（ 4%）、天地奔牛（ 3%）、衮矿大陆机械（ 3%）和忻州通用机械（ 2%）。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：刮板输送机产量规模（万吨）10%5%4%3%3%2%73%张家口煤机 吉林蛟河 山西煤机 天地奔牛 衮矿大陆机械 忻州通用机械 其他27.9 29.230.7 31.2 32.232.7 33 33.4 33.605101520253035402017 2018 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E图： 2019年各厂商刮板输送机市场份额16资料 来源：郑煤机招股书、天风证券研究所 液压支架是煤炭综合机械化采掘成套装备的关键性、基础性设备， 其主要作用在于可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板和隔离采空区。它与采煤机、刮板输送机配套使用，大大提高了煤炭开采效率，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度地保障煤矿工人的生命安全。 液压支架种类多元。按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分支撑式、掩护式和支撑掩护式三种，目前应用较多的是掩护式和支撑掩护式两种。按开采煤层的厚度、倾角等特点和开采工艺的要求不同，液压支架可分为薄煤层液压支架、中厚煤层液压支架、大采高液压支架、放顶煤液压支架、铺网式液压支架、大倾角液压支架等。按液压支架在综采工作面的位置和作用不同，可分为中间支架、过渡支架和端头支架等。按制造和检测标准不同，可分为高端产品和中低端产品。 液压支架通常由顶梁、底座、立柱、掩护梁、连杆等部件构成。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：高端和中低端液压支架对比图：掩护式液压支架示意图高端产品 中低端产品寿命和可靠性 更高，表现为其结构件使用的高强度材料比例更大，强度更高较低效率 和自动化程度更高，表现为液压系统流量更大，液压元件性能和精度要求更高，控制系统一般采用电液控制较低应用范围 用于产能要求高或开采难度 大的煤层开采 用于产能要求较低或开采难度 较小的煤层开采17资料 来源：郑煤机招股书、前瞻经济学人官网、天风证券研究所 液压支架的生产工艺主要包括叶亚阀、立柱千斤顶和结构件的制备。1.2 煤碳机械设备种类多元，“三机一架”占据主要地位图：液压支架生产流程 目前， 液压支架的国产化程度较高 。我国液压支架种类多元化，设备参数、性能及可靠性等都有了显著提高。但国产液压支架在实际生产销售、设计制造中还存在着一些问题，主要体现在两方面：一方面，国内液压支架行业标准相对较低，比如国内对于密封件寿命的要求是大于 2年，而国外的要求则是大于 5年；国内对于液压支架的耐久性要求为至少 7000次，而国外对应要求为30000-40000次。另一方面，目前国内液压支架控制系统的研究较为落后。18资料 来源：前瞻经济学人官网、立鼎产业研究网、天风证券研究所图：前 50强企业营业收入（亿）1.3 煤机行业总规模稳步增长，行业集中度有所提升760.78 760.78819.85899.566507007508008509009502017 2018 2019 2020图：前 50强企业主要产品产量（台） 煤机行业总规模稳步增长，主要产品产量三降一升。 17年以来，煤炭采掘行业逐步复苏，我国煤炭机械 50强企业总营业收入呈现稳步增长态势。 2020年，我国煤炭机械前 50强企业总计营业收入达 899.56亿元，相比 2019年增加 79.71亿元，同比增长率高达 9.73%。 从 “三机一架”分行业看，各产品产量升降不一。 2020年采煤机总产量为 621台，同比下降 6.19%；掘进机产量为 1213台，同比下降 13.79%刮板输送机总产量为 1609台，同比下降 13.77%；液压支架总产量为 66908架，同比增长 13.68%。637 1119 179850499662 1407 186658857621 1213 16096690801000020000300004000050000600007000080000采煤机 掘进机 刮板输送机 液压支架2018 2019 202019资料 来源：矿宝网、立鼎产业研究网、天风证券研究所图：行业集中度变化趋势1.3 煤机行业总规模稳步增长，行业集中度有所提升14.39%12.80%12.59%9.81%6.26%4.85%4.19%3.39%3.37%3.28%25.09%天地科技股份有限公司山东能源重型装备制造集团有限公司中国煤矿机械集团股份有限公司郑州煤矿机械集团股份有限公司平煤神马机械装备集团有限公司三一重型装备有限公司中煤张家口煤矿机械有限责任公司西安重工装备制造集团有限公司阳泉煤业集团华越机械有限公司宁夏天地奔牛实业集团有限公司其他图：前 10强企业营业收入占比54.97% 55.90%74.91%38.00% 39.33%55.84%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%2014 2017 2020前 10强占比 前 5强占比 煤机行业整体集中度较低，但呈现上升趋势。 横向来看，国内煤机行业集中度较低， 2020年前 10强企业累计营业收入在前50强累计营业收入中占比为 74.91%，前 5强占比为 55.84%，其中山东能源占比 12.0%、中国煤矿占比 12.59%、郑州煤矿占比 9.81%、 平煤神马占比 6.26%。 纵向来看， 2014年以来煤机行业整体集中度有所提升，前十强和前五强的收入占比从 2014 年的 54.97%、 38.00%提升至2020年的 74.91%、 55.84%，提升幅度较高。而且随着煤机行业竞争重点转移、下游煤炭企业收购兼并，未来行业集中度有望进一步提升。中期视角：煤炭供需错配拉动固定资产投资 +替换周期悄然到来220请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明21资料来源： wind、天风证券研究所2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行21年以来煤炭现货价格持续高企。 2020年到 2021年一季度秦皇岛港 Q5500 动力煤市场价价在 500-700元/吨左右，二季度以来价格出现持续上涨，直至 2021年 10月份达到峰值 2500元 /吨，价格峰谷差别达到 4-5倍。在一系列保供政策的作用下动力煤现价有所下降，但截至 22年 3月仍处在 940元 /吨的高位，相比 20年的整体水平明显提升。图：秦皇岛港 Q5500 动力煤市场价（元 /吨）0.00500.001,000.001,500.002,000.002,500.003,000.0022资料来源： wind、天风证券研究所2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行煤炭价格是供需关系的直接体现。 观察国内动力煤总供给量和总消费量的差值与动力煤平均价格的关系，可以发现 21年煤价上涨的原因即为供需错配， 21年 9月份以前煤炭市场长期处于供不应求的状态， 9-11月在保供政策的影响下供需关系短暂改善， 22年初重回紧张状态。（市场价格对供需关系的改变反应有短暂的滞后）图：煤炭供给量与消费量的差值于动力煤市场均价的关系（万吨、元 /吨）0.00200.00400.00600.00800.001,000.001,200.001,400.001,600.00-8,000.00-6,000.00-4,000.00-2,000.000.002,000.004,000.006,000.00供给量 -消费量 市场均价 :动力煤23资料来源： wind、天风证券研究所2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行库存量是供需关系的另一体现。 动力煤的主要消费领域为电力行业， 21年全年电力行业消耗量占比达到61.55%。在这一行业，通常用 煤炭库存可用天数 来衡量煤炭的充足量和保障程度。 21年紧张的供需关系下全国重点电厂煤炭库存可用天数低至 11天， 22年 2月仅为 15天，低于 2020年同期的 22天。从这一指标来看，当前时点下的煤炭供给仍然紧缺。图：全国重点电厂煤炭库存可用天数（天）0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0061.55%4.63%6.02%8.55%10.40%电力 冶金 化工 建材 其他图：全国动力煤消费结构24资料来源： wind、 CCTD、国际煤炭网、天风证券研究所2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行进口端承压，国内释放产能压力进一步增加。 从进口数据来看 22年初煤炭进口量同比大幅下降， 2、 3月进口量合计 1591万吨，同比下降 44.83%。印度尼西亚为我国第一大煤炭进口国，进口量占比在 60%以上，其宣布在 2022年 1月 1日至 1月 31日间停止煤炭出口， 2月初禁令解除，但仍需要满足严苛的国内市场义务，出口量收窄。同时，由于地缘政治因素，作为全球能源资源大国的俄罗斯存在能源出口困难问题。综上，我们认为，全球整体煤炭供需失衡，国际煤价上涨。图：煤进口量月度数据（万吨）1610 709 882 05001000150020002500300035001月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月2017 2018 2019 2020 2021 202264.40%18.70%5.40%3.90% 3.40%2.80% 1.40%印度尼西亚 俄罗斯 蒙古 澳大利亚 加拿大 菲律宾 哥伦比亚图：我国煤炭进口结构25资料来源： wind、国际煤炭网、天风证券研究所2.1 供需错配，煤企盈利改善，资本开支上行保供政策频出，资本开支上行，煤机行业迎来机会。22年 3月 9日发改委发文，力争全国煤炭日产量稳定在 1200万吨以上，释放产能 3亿吨 /年，包括全国新投产（含进入联合试运转）产能达 1.5亿吨 /年，以及通过核增产能、停产煤矿复产和露天矿增产等方式新增产能1.5亿吨 /年。（需要说明的是，核增、复产的方式受限于严苛的安全生产要求，明盘开采的方式本质是在资源枯竭的煤矿上继续作业，开采时间难以持续较长）新煤矿带来资本开支提升和煤机需求增加 。煤炭开采和洗选业的固定资产投资完成额在 22年初明显提升， 2、3月份分别同比增加 45.40%、 50.80%。图：煤炭开采和洗选业的固定资产投资完成额同比变化情况-10.000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.002019-022019-032019-042019-052019-062019-072019-082019-092019-102019-112019-122020-012020-022020-032020-042020-052020-062020-072020-082020-092020-102020-112020-122021-012021-022021-032021-042021-052021-062021-072021-082021-092021-102021-112021-122022-012022-022022-0326资料来源： wind、天风证券研究所2.2 周期已至，煤机迎来替换刚需周期之一，资本开支周期： 煤炭行业为什么体现出较强的周期性？ 我们认为，其首要因素为流存量占比，由于煤炭产能和煤矿服务年限比较长，同时也属于重资产行业，每年流入流出行业的经济流量相对于行业的存量占比比较低，这种特征往往就是周期性行业。价格机制难以有效调节，对供给量的弹性没有那么强，价格高的时候产能不一定能退出，价格低的时候产能不一定能进入，供给相对比较稳定，需求变化导致周期性变化。 周期性由价格和供需导致 ，历年行业资本开支与环渤海动力煤综合平均价格（煤炭价格风向标）的走势高度契合，综合前文分析， 我们认为，在当前煤炭供需和价格环境下，行业有望迎来第二轮上涨周期！图：历年煤炭开采和洗选业的固定资产投资完成额（亿元）01002003004005006007008009000.001,000.002,000.003,000.004,000.005,000.006,000.002003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021固定资产投资完成额 :煤炭开采和洗选业 :累计值 综合平均价格指数 :环渤海动力煤 (Q5500K)27资料来源： wind、煤炭工业协会历年报告、矿宝网、产业信息网、天风证券研究所2.2 周期已至，煤机迎来替换刚需周期之二，煤机替换周期 ，我们对于替换需求做出测算： 根据矿宝网数据，“三机”的使用寿命多在 6-9年，液压支架使用寿命相对较长，在 8-10年之间， 站在当前时点下倒推， 2011-2014年正好是行业固定资产投资完成额高峰期。 在煤炭企业设备投资占固定资产总投资比重基本在 3035%之间，设备中综采设备价值占比为 70%，其中，液压支架、掘进机、采煤机、刮板输送机分别为 45%、 12%、 13%和 10%。 并非所有的到期设备将面临更新，煤炭行业落后产能将面临淘汰， 20年底累积退出落后产能 10亿吨 /年，21年底年产 30万吨以下小型煤矿产能占比下降至 2%，假设 30万吨以下产能面临淘汰设备不存在替换需求，且固定资产投资额与产能相关。图：历年煤炭开采和洗选业的固定资产投资完成额（亿元）01,0002,0003,0004,0005,0006,0002003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 202128资料来源： wind、煤炭工业协会历年报告、矿宝网、产业信息网、天风证券研究所2.2 周期已至，煤机迎来替换刚需根据其使用寿命，三机一架分别以其寿命区间各年更新需求量做平滑计算，如液压支架使用寿命为 8-10年，则 2022年更新需求则以 2012-2014年三年的均值做计算。计算得出， 2022年存在接近 800亿的替换需求。表： 22-24年三机一架设备替换空间（亿元、亿吨）2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024产量 37 37 39 37 34 34 35 37 38 41 落后产能比例 17% 15% 13% 12% 10% 9% 6% 6% 3% 2%固定资产投资额 5286 5263 4682 4007 3038 2648 2805 3635 3609 4010 综采设备价值量 1295 1289 1147 982 744 649 687 891 884 982 落后产能的设备价值量 220 193 149 118 74 58 41 53 27 20 三机占设备比例 35% 35% 35% 35% 35% 35% 35% 35% 35% 35%存在更新需求的三机 376 384 349 302 234 207 226 293 300 337 一架价值占比 45% 45% 45% 45% 45% 45% 45% 45% 45% 45%存在更新需求的一架 484 493 449 389 301 266 291 377 386 433 当年三机更新需求 317 273 242 当年一架更新需求 475 444 380 合计更新需求 793 717 622 注：由于部分年份报告缺失或没有相关数据，标红的落后产能比例数据为分析师预计数据长期视角：智能化下潜在的蓝海市场329请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明303.1 为什么要智能化？ 煤炭的安全问题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%。图： 2016年以来煤矿百万吨死亡率变化情况（人 /百万吨）0.1560.1060.0930.0830.0590.04400.020.040.060.080.10.120.140.160.182016 2017 2018 2019 2020 2021资料来源： 2021煤炭行业发展年度报告 、北极星火力发电网、中国煤碳报公众号、天风证券研究所313.1 为什么要智能化？ 招工越来越难截至 2017年底，山西焦煤集团西山煤电本部职工 73513人，从事“采、掘、开”一线工作人员仅有 7048人，占职工总数的 9.6%； 40岁以上 2505人，占“采、掘、开”一线人员总数的 35.5%。煤炭开采的从业人数从最多的 399.27万（ 2000年）下降到了 270.18万人（ 2020年），一方面反映了煤矿智慧化用人减少，同时也反映了一线员工留不住人，招不到工的窘境。图：煤炭开采和选洗从业人数（万人）资料来源： wind、济宁能源发展集团有限公司官网、天风证券研究所0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.002000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 202032资料 来源：吕鹏飞等 智慧矿山发展与展望 、王国法等 智慧煤矿 2025情景目标和发展路径 、天风证券研究所3.2 综采装备智能化介绍 智慧矿山发展阶段介绍： 阶段一： 构建一个初步的智慧煤矿系统框架，实现采掘运等主要环节单个系统、单项技术的智能化决策和自动化运行，即实现一个岗位的“点上无人作业”。 阶段二： 到 2025年左右，构建一个多系统融合的智慧煤矿综合架构，实现工作面开采、主煤流运输等系统的区域智能决策和自动协同运行，达到“面上无人作业”。 阶段三： 构建全矿区多单元、多系统集成的智慧煤矿体系，采、掘、运、通、洗选等全部主要生产环节的智能决策和自动运行，达到“全矿井一线无人化作业”。图：智慧煤矿发展阶段智慧煤矿发展至今，“点上无人作业”21世纪初综合自动化阶段20世纪 90年代，单机自动化阶段2025年左右，“面上无人作业”终极目标， “全矿井一线无人化作业”33资料 来源： 煤矿综采装备智能化技术研究现状概述 、天风证券研究所3.2 综采装备智能化介绍 智能化综采 系统 是建设智慧矿井的基础，也是整个煤矿系统中与煤机需求息息相关的部分 。 智能化综采系统主要由三部分组成 : 工作面部分、顺槽部分、地面部分： 工作面部分位于井下采场，工作面核心装备采煤机、液压支架、刮板运输机等，通过不同单机智能化装备之间的协同配合，实现采场煤的采、支、运等工作。 井下顺槽部分通过布设供电系统、供液系统以及集控系统等作为辅助设备，为工作面装备提供电液及装备运行的远程监控功能。 地面部分建设中心调度室，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。图：智能综采系统34资料 来源：煤矿安全学习平台公众号 、刘剑锋 “ 三软”煤层矿井综采工作面数量选择 、 2021年煤炭行业发展报告、华经情报网、天风证券研究所3.3 智能化煤矿的市场空间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。而出于安全考虑，目前行业统一认为“一矿一井一面”的方式最为合理。（ 这里的面是指 1个综采工作面，即 1井对应采煤、掘进合计 3个工作面 ）。智能 工作面渗透率较低： 一方面，智能工作面在迅速增长，由 2017年的 73个增长至 2021年的 813个；另一方面，渗透率仍然较低， 2021年底全国煤矿数量 4500左右，依次计算渗透率仅为 6%左右，相当于仅 271个矿井实现智能化。图：智能采煤工作面的数量7314527549481398.63%89.66%79.64%64.57%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%120.00%01002003004005006007008009002017 2018 2019 2020 2021智能采掘工作面个数 yoy35资料 来源：煤炭行业发展报告、 智慧赋能煤炭产业新万亿市场 、国务院、天风证券研究所3.3 智能化煤矿的市场空间政策指引，市场空间广阔： 根据 关于加快煤矿智能化发展的指导意见 ，在 2025年大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化； 根据煤炭工业协会， 21年底年产 120万吨以上的大型煤矿占全国 85%左右，十四五末煤矿数量要控制在 4000处左右； 根据 智慧赋能煤炭产业新万亿市场 ，以 120万吨和 500万吨产能划分，已有生产型单矿智能化改造升级费用约在 1.49亿至 2.63亿，新建型矿井单矿改造费用约在 1.95亿至 3.85亿之间； 基于上述条件粗略计算 ，假设 25年智能化率达到 50%，潜在的市场空间也高达千亿。36资料 来源： Wind、 各公司公告、天 风证券研究所3.4 煤矿智能化主要公司介绍目前我国从事煤矿智能化厂商主要有梅安森，云鼎科技、郑煤机与龙软科技等，其核心业务与主要产品对比为如下：表 ：煤矿智能化主要公司介绍公司 介绍 主要产品梅安森基于智能感知、位置服务 (2D/3DGIS)、虚拟现实(VR/AR/MR)、大数据、云计算技术，以矿山安全、智慧城市、环保三大板块为重点，聚焦于矿山安全监测监控、城市地下管线 /综合管廊智能化、城市市政全息管理、环保应急监测监控、污水治理等领域物联网技术开发与应用、智能传感器、传输设