（报告出品方/作者：天风证券，李鲁靖、朱晔）

1 老树新花，煤机行业各环节介绍

1.1 煤机产业链

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。

1.2 煤碳机械设备种类多元，三机一架占据主要地位

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。

在国家氢燃料电池车示范城市，重点在重卡、物流车辆需求密集区，因地制宜建设分布式电制氢加氢站和充电站融合的综合能源服务站。

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%。

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。

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。

1.3 煤机行业总规模稳步增长，行业集中度有所提升

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%。

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。

2 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

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。

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）（报告来源：未来智库）

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！

自然界中本来就有的各种形式的能源称为一次能源，如原煤、原油、天然气、油页岩、核能、水能、波浪能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和海洋温差能等等。

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30~35%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。

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。

3 长期视角：智能化下潜在的蓝海市场

3.1 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%。

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。

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。

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。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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