（报告出品方/分析师：信达证券刘卓）

煤炭开采的核心设备是“三机一架”

煤炭设备即煤机，指直接用于煤矿开采作业的机械。

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、煤炭安全设备和其他设备，以及露天矿设备等。地矿勘探设备包括钻探设备及仪器仪表等；综合采掘设备包括掘进机、采煤机、刮板输送机及液压支架等；提升设备包括绞车、矿用车等；洗选设备包括破碎机、球磨机、筛分设备、浮选设备、过滤机等；煤炭安全设备包括通风机、瓦斯防治设备、矿井灭火设备及救护装备等；露天矿设备包括矿用重型汽车、自卸车、铲运机和挖掘机等。

狭义上的煤机指煤炭综合采掘设备，包括掘进机、采煤机、刮板输送机及液压支架，合称“三机一架”。

掘进机是指全断面开挖隧洞的专用设备，用于煤矿各种巷道的掘进，利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，用于煤矿采煤工作面的落煤和装煤。刮板输送机是用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机。在当前采煤工作面内，刮板输送机的作用不仅是运送煤和物料，而且还是采煤机的运行轨道。液压支架是用于综采工作面顶板的支护和控制及工作面设备的推移行走，能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进刮板输送机。

煤炭企业经营效益转好，有望带动设备投资提升

受益煤价上涨，年我国规模以上煤炭企业经营效益有明显回升。

年起煤炭行业启动去产能，导致-年我国规模以上煤炭企业收入和利润规模呈下降趋势，规模以上煤炭企业营收规模从年的2.49万亿降至年的2.00万亿，利润规模从年的亿元降至年的亿元，利润降幅低于收入，主要是由于随着落后产能的淘汰，煤炭企业的利润率有所提升。

年受国际能源价格上涨带动，国内煤炭供需形势更加偏紧，推升煤炭价格大幅上涨，受益煤价上涨，国内煤炭企业经营效益大幅提升，年国内规模以上煤炭企业营收达3.29万亿，同比增速超50%，利润达万亿，同比增速超%。

我们认为，国际能源价格受国际复杂局势影响未来有望保持高位运行，国内外煤价也将有望保持高位，煤炭企业保持较高的收益，有望推动煤矿产能更新、智能化改造和置换，设备需求有望提升。

去年以来国际能源价格启动上涨，澳洲出口煤炭价格去年创下历史新高，油价和天然气去年以来也呈现持续上涨态势。

我国煤炭行业已经从综采迈入到智能化开采阶段

我国采煤技术经历了人工炮采、普通机械化开采、综合机械化开采和目前的智能化开采四个阶段。炮采是打眼放炮落煤方式的简称，开采工艺过程是打眼放炮、人工或机械法装煤和刮板输送机运煤。工作面推进后用人工移设输送机，用木柱、棚子或金属支架支护工作面。炮采的设备和技术简单，能够适应复杂的地质条件，但劳动强度大，人工装煤和移设输送机费工费时，工作面效率低，危险程度较高。

普采是落煤、装煤和运煤等回采工序实现普通机械化的采煤方式。开采工艺过程主要是机械采煤、液压千斤顶移设输送机、人工支护。普采使工作面回采工艺简化，劳动强度比炮采减轻，工作面单产和工效比炮采有了很大提高。

综采是综合机械化采煤的简称，将工作面落煤、装煤、运煤、顶板支护和顶板管理工艺全部用机械以自动化方式完成。其中，落煤、装煤使用双滚筒采煤机，运煤使用刮板输送机，顶板控制使用液压支架。综采改善了劳动条件，大大提高了工作面产量和效率，工作面安全，顶板事故大为减少，是煤炭工业的发展方向；但综采设备价格昂贵，技术性很强，适用于煤炭规模开采。

近年来，我国5G、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等方面的迅速发展为煤矿智能化提供了技术支撑。煤矿智能化是将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平，稳定输出煤炭产量具有重要意义。

我国煤炭资源储量丰富，生产总量逐年稳定增加，年至年的生产总量增速明显提高，由1.40%提高到5.70%。虽然天然气、水电、核电等清洁能源的消费量比重逐年提高，从年占比19.10%提升到25.50%，而煤炭的消费比重呈逐年下降趋势，自年煤炭消费量占比62%下降至年的56%，但是煤炭的消费量占能源消费总量的比重仍超过50%。

在我国一次能源中，煤炭是最经济和可清洁高效利用的能源。因此，煤炭将在相当长一段时间内，在我国能源结构中占有较大比例，仍是我国的重要基础能源。（报告来源：远瞻智库）

煤矿智能化发展从单机智能化逐步到系统智能化

目前，我国煤矿智能化建设处于初级阶段，将从单个系统、单项技术的智能化（一个系统、一个岗位的“点上的无人”），过渡到多个系统的智能化（部分系统的集成，“面上的无人）。在初级阶段，建设的主要任务包括四方面：采煤工作面智能化、掘进工作面智能化、主/辅助运输系统智能化和通风系统智能化。

采煤工作面智能化。

采煤机、液压支架、刮板输送机等综采设备能够实现三维空间位置高精度监测、姿态精准感知、故障诊断与自动调直，并实现集中、就地、远程和协同控制，主要生产流程一键启停。

掘进工作面智能化。

满足煤矿巷道安全快速的掘金需求，具备井下环境感知、精确定位、自主移动导航、定姿定形定向截割、多工序智能协同控制、数字孪生远程智能监控等核心功能，实现煤矿巷道探测、掘进、支护、清运快速协同作用。

主/辅运输系统智能化。

主运输系统实现集中控制，煤流运输线设备逆煤流启动，顺煤流停车，分析并调整工作状态，并实现无人值守功能；辅助运输系统具备煤矿井下高精度导航定位、深部地下受限空间内防爆运输设备无人驾驶、全矿井人员及物资智能调度等核心功能，实现煤矿物料标准化装载、智能化配送、自动化转运、无人化运输。

通风系统智能化。

主要通风机具备无级调节功能，主要进回风巷间的风门实现自动控制和远程控制功能；主要通风机的正常启动、反风和风机切换实现一键式操作；主要通风机集中监控，不设专职司机，实行巡检制度，主要通风机房设图像监视；在线监测主要通风机的运行参数，相关数据可以存储、查询；局部通风机实现地面集控，煤及半煤巷局部通风机具备调速的功能。

从产品形态来看，煤矿智能化产品包括两类，一类是智能化设备和系统集成，一类是软件产品。

国内领先的煤炭设备企业已经开始加快推进智能化单机设备和系统的研发和生产。以天地科技为例，公司已研发出国内首台具有自主知识产权的全断面矩形快速掘进机，具有月进尺m的能力，填补了国内外煤巷全断面掘进技术的空白。开发出煤矿井下瓦斯抽采钻孔机器人，首次实现煤矿井下钻探装备自动行走、瓦斯抽采孔钻进参数自适应调节与自动优化，施工效率提高20%以上。

软件产品以云鼎科技为例，主营业务智能矿山系统解决方案，包括软件产品体系和矿用通信硬件类产品，软件产品体系分为三类：分别为设备管理系统、统一GIS管理平台、物资消耗管理平台等集团级平台；统一图纸管理采集软件、矿井透水智能应急救援系统等矿级信息系统工具；综合信息/智能工作面管控平台、透明地质保障系统、综合自动化平台、精准定位系统、视频AI分析系统等IOT平台。

煤矿智能化建设加快推进，政策目标到年全面智能化

我国对推进煤矿智能化建设提出明确要求和目标。年3月，国家能源局和国家发改委联合出台《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。该文件指出煤矿智能化发展的3个阶段性目标，到年，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。年6月，煤炭工业协会印发《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》。

从结构层面角度，要求全国煤矿数量控制在处以内，大型煤矿产量占85%以上；建成煤矿智能化采掘工作面处以上。“十四五”期间，我国经济结构将进一步调整优化，能源技术革命加速演进，碳达峰和碳中和战略实施，煤矿智能化改造有望加快推进。

煤炭行业是我国重要的传统能源行业，作为我国国民经济的重要组成部分，其智能化建设直接关系到我国国民经济和社会智能化的进程。其中，煤矿智能化的核心是煤矿智能设备。经过多年发展，我国煤炭综采技术装备已从依赖进口到全部国产化。特别是近年来，我国通过智能化开采技术与装备的创新研发，突破多项关键技术，在薄和较薄煤层智能化综采，大采高和超大采高智能化综采以及特厚煤层综采智能化技术与装备方面处于领先地位。在企业的积极推动下，智能化设备和数字化信息化管理系统也逐渐丰富起来。

目前全国煤矿智能化建设成效显著。

根据中国煤炭工业协会发布的《年煤炭行业发展年度报告》，截至年末，我国煤矿数量为个左右，全国智能化采掘工作面数量达处，较年增速达.69%。根据中国煤炭工业协会发布的《煤炭行业发展年度报告》，到“十四五”末期，预计全国煤矿数量控制在处左右，建成智能化煤矿处以上。

根据年《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，明确目标，到年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。

到年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。

到年，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。根据已有生产型矿井单矿智能化改造升级费用约在1.49-2.63亿元，平均一座煤矿的改造费用约2.06亿元，我国还有座煤矿待改造，改造市场空间约亿。

我们预计，随着煤炭企业经营效益的快速回升，智能化改造和产能置换需求有望加快提升。

煤矿智能化相关上市公司梳理：郑煤机、天地科技、云鼎科技

郑煤机是全球规模领先的煤矿综采装备研发、制造企业。公司市场占有率较高，技术优势明显，具有很强的市场竞争力。公司煤机板块主要业务为煤炭综采工作面液压支架、刮板输送机及其零部件、煤炭智能化开采系统的研发、设计、生产、销售和服务。

-年郑煤机公司煤机板块业务营业收入呈稳定增长趋势，从年的47.52亿元增长到.83亿元。煤炭行业近两年继续保持良好的发展势头，煤矿集中度提升，受国家政策驱动，公司成套化和智能化战略取得实效，成套产品收入稳定增长，净利率由年的5.20%提高至50.12%，增幅明显，毛利率有所下降，主要是受原材料大幅上涨、行业竞争加剧等因素影响。

天地科技的主要业务分为煤机智能制造、安全技术装备、清洁能源、设计建设、示范工程、新兴产业等六大板块。公司的业务覆盖煤炭行业全专业领域，包括勘探、设计、煤机装备、安全技术设备等，具备全产业链的优势，是世界范围内煤炭行业产业链布局较为完整的企业之一，部分产品达到了国内外一流水平。

同时，随着云计算、5G等技术的发展，公司通过加速整合内外部资源，不断提升业务协同能力，开发出如“透明矿井三维地质建模系统与透明工作面数字孪生系统”等先进的智能化设备及系统，为全国煤炭智能化发展提供了重大支撑引领作用。

天地科技公司近年营业收入增长稳定，年至年收入增幅明显。公司年受到国家实行煤炭产能调控政策煤炭价格下跌等影响，营业收入同比下降9.83%。年，煤炭行业转型升级对智能化开采相关技术及装备的需求增加，为公司带来了收益。

相较于年，公司的营业收入同比增长18.9%。年至年期间，公司的经营情况持续改善，营业收入同比增速虽然有所下降，但是收入总量仍稳定增长。

云鼎科技主营产品和服务主要包括智能矿山系统解决方案、工业智能产品、“北斗+”智慧产品、ERP实施和运维服务等。所处行业属于国家战略性新兴产业新一代信息技术行业中的软件和信息技术服务业。近年来，新一轮科技革命和产业变革快速发展，工业经济由数字换向网络化、智能化深度拓展，催生了工业互联网。

随着煤矿行业的政策支持和矿山智能化建设需求不断增加，煤矿智能化服务商不断增加，市场竞争日趋激烈。面对市场竞争压力，云鼎科技以智能煤矿+解决方案作为切入和深耕的领域。公司智慧矿山产品种类丰富，包括国内第一套矿用5G通讯系统、万兆工业以太网、人员精确定位、工业云平台等产品。

依托于工业物联网平台强大的数据处理和智能分析能力，构建智慧矿山三大中心，将矿井所需的安全、生产、调度、应急、智能决策分析、OA办公、财务、销售、经营、党群、人力资源、后勤保障各类服务应用嵌入到平台中，建成覆盖煤矿所有专业和部门的智慧矿山生态圈。

云鼎科技公司在年实现了业务变更，由矿山的开采、加工开发的综合行业转向软件与信息技术服务行业。虽然相较于年，年公司的总体收入下降，但是信息技术服务业务实现营收4.37亿元，同比增长11.41%。

随着国家政策对煤矿智能化建设的支持，云鼎科技的智慧矿山业务板块有望实现快速发展，受益煤矿智能化趋势。

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