1、本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 机械行业深度报告 煤价起，煤机兴，智能化是前进方向 2022 年 03 月 18 日 Table_Summary 长期低投资致煤价高企，新建产能+智能化是破解要义。从 2014 年以来，我国煤炭开采和洗选业固定资产投资持续走低。 2020年资本开支较2014年下滑22.9%。去年 10 月， 我国煤价大涨， 据 Mysteel 数据， 秦皇岛港 Q5500 动力煤平仓价 2021年区间最大涨幅达 208%。在煤企大力生产下煤炭紧缺情况有所缓解，但仍显不足。近期海外煤价跳涨，3 月 1 日纽卡斯尔煤炭现货价格 265.

2、94 美元/吨，相比 1 月 3日上涨 52%，也给我国煤炭进口带来压力。现有煤矿智能化改造、新建煤炭产能是扩大煤炭供给的两大手段。 “三机一架”是煤矿核心设备，占综采设备比重 80%。煤矿需用到采掘、支护、运输、洗选等生产过程的矿山机械，核心是掘进机、采煤机、刮板输送机、液压支架，分别占综采设备比重 12%、13%、10%、45%。目前，液压支架、掘进机、采煤机基本成寡头垄断格局，郑煤机、三一国际、创力集团分别在三者中占据较高市场份额，天地科技在“三机一架”均有布局，龙头企业有望率先享受新建产能红利。 更新需求是近年来煤机需求主要支撑，新增需求有望逐步释放。从驱动力角度看，煤机装备需求的增长

3、主要来源于新增需求、机械化需求、更新替换需求三部分。我们测算表明，2014 年以来固定资产投资的下降导致了近年更新替换需求的下滑，不过，随着此后固定资产投资的上升，预计 2023-2024 年更新替换需求开始逐渐回升。另外，考虑到煤炭供需缺口仍然存在，我们上调对“十四五”期间新增产能的预期至 5 亿吨，新增产能对煤机的需求有望持续释放。总体上，预计 2022-2025 年综采设备市场空间 2450 亿元，其中机械化需求 83 亿元，更新替换需求 2211 亿元，新增需求 156 亿元。 我国煤矿智能化率仅为 10%左右，预计到 2025 年空间达 246-268 亿元。我们通过产能、工作面两种

4、口径对我国当前的煤矿智能化水平进行了测算，结果表明，1）按产能计算，到 2022 年智能化矿井渗透率达到 18.9-28.3%，2）按工作面数量计算，目前智能化采掘工作面渗透率为 8%，其中智能化采煤工作面渗透率为14%，智能化掘进工作面渗透率 4.9%。市场规模方面，据我们的产业链调研，除原始设备购置成本外的系统和设备升级改造费用约为每个工作面 2000-3000 万元， 在每个矿井 2 个工作面的假设下单矿井改造费用约为 4000-6000 万元。我们从矿井数量、 工作面两个角度进行了测算， 预计 22-25 年煤矿智能化改造市场规模在 246-268 亿元。 重点推荐：郑煤机、天地科技、

5、三一国际、梅安森、工大高科、龙软科技 风险提示：政策风险，下游行业波动风险，智能化推进不及预期风险。 重点公司盈利预测、估值与评级 代码 简称 股价（元） EPS（元） PE（倍） 评级 2020A 2021E 2022E 2020A 2021E 2022E 601717.SH 郑煤机 12.29 0.70 1. 08 1.40 17 11 8 推荐 600582.SH 天地科技 4.28 0.33 0.43 0.52 13 10 8 推荐 0631.HK 三一国际 8.25 0.33 0.40 0.49 14 17 14 推荐 300275.SZ 梅安森 14.53 0.17 0.20 0.

6、44 85 73 33 推荐 688367.SH 工大高科 21.51 0.75 0.65 0.88 29 33 24 推荐 688078.SH 龙软科技 46.14 0.72 1.06 1.61 64 44 29 推荐 资料来源：Wind，民生证券研究院预测; （注：股价为 2020 年 3 月 17 日收盘价；郑煤机、天地科技、三一国际为首次覆盖；三一国际股价为港币，3 月17 日汇率 1 港元=0.81 元人民币） 推荐 维持评级 Table_docReport 相关研究 1.民生机械周报 20220306：煤矿智能化空间几何？ 2.民生机械周报 20220227:光伏电池片金属化技术进

7、展跟踪（二） 3. 民生机械周报 20220220:海上风电： 21 年回顾及 22 年预测 4.机械行业 2022 年投资策略踏雪寻踪，寻找设备反弹主线 5.机械行业周报 20220213-光伏电池片金属化技术进展跟踪（一） 行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目 录 1 采煤需要哪些设备？ . 3 1.1 煤机设备产业链 . 3 1.2 煤机设备构成及“三机一架” . 4 2 综采设备市场空间测算 . 9 2.1 机械化需求：采掘机械化率已处于较高水平 . 9 2.2 更新需求：传统煤机需求主要支撑，刚需释放减弱行业波动性 .

8、10 2.3 新增需求：煤炭紧缺背景下，新增煤机需求有望逐步释放 . 12 3 煤矿智能化发展进入快车道 . 14 3.1 顶层设计：政策吹暖风，煤矿智能化进入发展快车道 . 14 3.2 硬件支持：机械化为智能化奠定基础 . 15 3.3 基础架构：IT 基础架构持续推进提供技术支撑 . 17 3.4 国内矿山在智能化领域的实践探索 . 17 4 煤矿智能化渗透率及市场空间测算 . 20 4.1 煤矿智能化渗透率测算：采煤技术走在较前列，掘进是薄弱环节 . 20 4.2 煤矿智能化市场空间测算 . 21 5 重点标的 . 23 5.1 郑煤机液压支架龙头企业，领先的汽车零部件制造商 . 23

9、 5.2 天地科技集技术、装备于一体的煤矿智能化领军者 . 24 5.3 三一国际矿用掘进机龙头，重型装备领导者 . 25 5.4 梅安森以瓦斯监测为中心，打开矿山安全成长空间 . 26 5.5 工大高科井下轨道信号控制与智能调度龙头 . 27 5.6 龙软科技智慧矿山的 GIS 领军厂商 . 28 6 风险提示 . 29 插图目录 . 33 表格目录 . 33 WWiZmZ8ZvZuZrQpNtQ7NdN6MpNmMtRmOfQoOoNkPoMtR6MmMwPwMoNnONZnPuN行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 1 采煤需要

10、哪些设备？ 1.1 煤机设备产业链 煤机，即煤矿机械设备，是指用于煤矿的采掘、支护、运输、洗选等生产过程的矿山机械。与普通矿山机械相比， 煤矿机械通常具有防爆特性， 尤其是井工矿用煤机。 煤机的上游包括钢材、电机、轴承、电子元件、液压件等原材料及零部件，下游为煤炭企业。 图 1：煤机设备产业链 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 煤机设备的上游主要包括原材料和零部件。以液压支架为例，根据液压支架制造成本影响因素分析及优化 ，液压支架成本主要由板材、销轴、立柱、油缸、焊丝、密封、加工费及随机配件等构成。 其中， 结构件钢板占比最高， 约占支架整体价格的 43%， 立柱约占价格构成的 17%

11、，其次为油缸、销轴直属件、液压系统等。 行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 图 2：液压支架成本构成 图 3：2020 年煤炭企业集中度 资料来源： 液压支架制造成本影响因素分析及优化 ，民生证券研究院 资料来源：前瞻产业研究院，民生证券研究院 煤机设备的下游为煤炭企业， 其开工、 扩产情况， 及盈利能力将直接影响煤机的需求。 目前，国内的煤炭企业以国企为主，41 家上市企业中，央企、国企 33 家，占 80%，民企 8 家，占比20%。 不过，我国煤炭企业的数量众多，产业集中度仍有待提升。据前瞻产业研究院数据，2020年，我国煤炭

12、行业产量集中度 CR4、CR6、CR8 分别为 16.61%、18.69%、20.84%。未来，随着煤炭企业整合重组，将更好的释放先进产能，提升整体经济效益。 1.2 煤机设备构成及“三机一架” 1.2.1 煤机设备构成 按工作方式，煤炭机械可以分为露天矿设备、井工矿设备、安全设备、电气设备。其中露天矿开采难度相对较低，因此设备通用性较高。露天矿开采设备主要包括重型汽车、自卸车、铲运机、挖掘机等。井工矿由于开采难度较大，对设备的要求也较高。按照煤矿开采顺序，井工矿开采涉及的煤机可以分为勘探设备、综掘设备、综采设备、辅助设备、洗选设备。除此之外，露天矿和井工矿均需要使用安全设备、电气设备等。 结

13、构性钢板类, 43%立柱, 17%油缸, 5%销轴直属件, 8%液压系统, 6%焊丝, 3%密封, 4%加工费, 11%配件, 3%0%5%10%15%20%25%30%CR4CR6CR8产量集中度市场集中度行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 图 4：煤机设备分类 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 狭义的煤机装备主要指煤炭综合采掘设备，其核心设备主要包括掘进机、采煤机、刮板输送机、液压支架，简称“三机一架” 。 “三机一架”在矿井中的工作原理为：掘进机与运输设备、支护设备等配套完成各种巷道的掘进；巷道完成后，各种采煤设备及材

14、料等通过巷道运输到采煤工作面，采煤工作面由液压支架支护，使矿工在较为安全的环境下工作。刮板输送机依靠液压支架支承和推移，采煤机搭载在刮板输送机上并以其为轨道移动采煤。当采煤机从煤层切割出煤炭后，刮板输送机将煤炭从工作面运送至转载机，破碎机，继而转运至带式输送机，并最终将煤炭提运至矿井地面。当采煤机沿着工作面完成一次采煤后，整套综采机械设备在液压支架推移下向前移动，沿着工作面进行下一次开采。通过掘进机、液压支架、刮板输送机和采煤机配合使用，可实现工作面巷道掘进、截煤、装煤、运煤、支护的全部机械化作业，具有较高的营运效率和安全性。 行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后

15、一页免责声明 证券研究报告 6 图 5： “三机一架”工作原理图 图 6：综采工作面中的设备配合示意图 资料来源： 综采工作面中部设备三机配套设计探讨 ，民生证券研究院 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 根据创力集团招股书，一般综采设备占到煤炭机械设备总投资 70%比重，其中“三机一架“又占综采设备的 80%。在一个工作面中，一般需要 1 台采煤机、1 台掘进机、1 台刮板输送机和百余台液压支架，因此在“三机一架”中，液压支架价值量占比较大，约为 45%，掘进机和采煤机技术含量较高，价值量占比分别为 12%和 13%，刮板输送机等输送设备约占 10%。总体上， “三机一架“共占综采设备

16、价值量比重 80%，其他设备占 20%。 图 7：煤机设备投资构成 图 8：综采设备价值量占比分布情况 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 1.2.2 掘进机 掘进机，是用于平直地面开凿巷道的机器，煤矿巷道的快速掘进是保证矿井高产稳产的关键技术措施。 掘进机的类型很多，按照截割岩石的硬度系数 f 值，掘进机又可以分为煤巷掘进机（f 小于等于 4） 、半煤巷掘进机（f 小于等于 6 的煤或软岩石巷道） 、岩巷掘进机（f 大约等于 6 的研磨性较高的岩石巷） 。一般前两者是在煤炭开采领域使用率较高，根据国家能源招标网，煤巷、半煤岩巷掘进约占煤矿巷道总

17、工程量的 70%。 掘进机主要切割、装运、行走机构、液压系统、电气系统、喷雾除尘系统等组成。1）切割机构， 又称为工作机构， 直接在工作面破碎煤岩,目前应用普遍是悬臂式工作机构； 2） 装运机构，由耙爪,刮板输送机组成；3）行走机构，目前掘进机采用的多为履带行走；4）液压系统.由油泵,油马达,油缸,控制阀组成；4）电气系统，是掘进机的动力源,并驱动,控制各电动机的运行,同时提供各种电气保护；5）喷雾除尘系统的作用是采用内外喷雾来降尘和冷却。 70%30%综采设备其他设备45%13%12%10%20%液压支架采煤机掘进机刮板输送机其他行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读

18、最后一页免责声明 证券研究报告 7 目前，我国是全球范围内少数具有掘进机自主生产能力的国家之一，国产隧道掘进机的市占率在 90%以上，海外出口规模也在不断增长。竞争格局方面，掘进机市场行业集中度较高。三一国际是国内掘进机龙头企业，2004 年退出煤矿掘进机开始进入煤机行业。据立鼎产业研究网数据，2018 年三一国际在煤矿掘进机领域市占率达到 53%。除此之外，创力集团、天地科技、中煤能源也占有较高市场份额。 1.2.3 采煤机 采煤机是以旋转工作机构破煤，并将煤装入输送机或其他运输设备的机械设备，使用采煤机完成机械掏槽作业，改变了采煤工作面采用手工掏槽作业的落后工艺，与炮采工艺相比，改善了采煤

19、工人的劳动安全生产条件，确保采煤工作面正规循环作业，增加块煤率。 由于采煤机是集机械、电气、液压为一体的大型复杂系统，工作环境恶劣，因此出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大经济损失，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。 从内部结构看，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。1）截割部的作用是实现截割、破碎，其上装有截齿，可将煤破落下来；2）装载部的作用是将破落下来的煤矿装入工作面输送机的部分；3）行走部又称牵引部，现代采煤机基本采用无链牵引，驱动装置包括调速系统和机械传动装置。4）操控系统用于控制电源和工况状态，按工作原

20、理可以分为机械控制、液压控制、电气控制三种。 竞争格局方面，采煤机基本成寡头垄断格局，据中国煤炭机械工业协会、前瞻产业研究院2020 年数据， 我国采煤机市场中太原矿机、 西安煤机、 上海创力占有较高市场份额， 分别为 21%、16%、15%。 图 9：采煤机竞争格局 图 10：刮板输送机竞争格局 资料来源：煤炭工业机械制造年报、前瞻产业研究院，民生证券研究院 资料来源：中国煤炭机械工业协会，前瞻产业研究院，民生证券研究院 1.2.4 刮板输送机 刮板输送机是用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送设备。刮板输送机不仅用于运送煤和物料，而且是采煤机的运行轨道，刮板输送机保持连续运转是煤炭生产正常进行

21、的必要条件。 刮板输送机的种类有很多种，但基本结构都是由机头部、机身、机尾、辅助设备四部构成。牵引构件是刮板链， 溜槽是承载装置， 一般刮板链在溜槽的底部。 其工作原理是， 将敞开的溜槽，太原矿机, 21%西安煤机, 16%上海创力, 15%无锡盛达, 9%辽源煤机, 7%其他, 32%张家口煤机, 10%吉林蛟河, 5%山西煤机, 4%天地奔牛, 3%衮矿大陆机械, 3%沂州通用机械, 2%其他, 73%行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 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

22、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。 相比“三机一架”中其他设备，刮板输送机的技术门槛较低，各厂家技术差距不大，因此市场竞争格局也较为分散，竞争最为激烈。据中国煤炭机械工业协会、前瞻产业研究院 2020 年数据，张家口、吉林蛟河、山西煤机等市占率较高。 未来，刮板输送机的发展趋势主要体现在设备重型化、自动化、智能化。1）重型化：随着煤机装机功率不断提升、重量增大，未来国内“一矿一面、一个采区、一条生产线”的矿区将逐渐增加，工作面长度在 300m 左右，可是实现日产 2-3 万吨，年产 500

23、-1000 万吨，这就需要刮板输送机的功率提升至 2000-3000kw，输送能力提高至 4000 吨/小时；2）自动化：刮板输送机自动化主要是根据启动、运行中的负载状况、各零部件运行时温度状况、采煤机截割速度、位置等随时调整输送机自身的参数，实现“自我控制： ，以保证设备的安全、可靠运行。自动控制相对成熟后，最终可实现与液压支架、采煤机的联动作业，实现整个工作面的自动化。3）智能化：刮板输送机的智能化是通过监测和监控装置实现对工况的检测和故障诊断。例如通过对输送机电机电压、电流、功率、升温等监测供电系统工况，通过对减速器油质、油位、温升、链轮咒诅、刮板连的运行等控制，来预测未来的运行状况，可

24、提前对设备维修进行计划，减少排除故障的时间。 1.2.5 液压支架 液压支架是采煤工作面用来支撑顶板、控制矿山压力的结构物，是综采工作面使用的主要设备之一，它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化。高端普采工作面支护顶板主要使用液压支柱，因此液压支架也是综采工作面和高端普采工作面主要的差别。 其作用是实现升架（支撑顶板） 、降架（脱离顶板） 、移架、推动刮板输送机前移，以及顶板管理等一整套工序，能够可靠地支撑顶板，有效隔离采空区，防止矸石进入工作面，保证正常作业空间。 从技术水平看，目前我国液压支架已经具备世界先进水平，尤其是电液控制系统的创新打破了国外在高端支架方面的垄断，已基本实现高端液压支

25、架的国产化，总产量位居世界第一。根据中金普华产业研究院， 目前国内使用的液压支架主要有 3 种形式： 进口液压支架配备进口电液控制系统，国产液压支架配备进口电液控制系统，国产液压支架配备大流量手动可控制系统。 竞争格局方面，液压支架市场总体上呈现中低端市场竞争激烈，高端市场垄断程度较高的局面。龙头企业郑煤机的优势明显，根据中金普华产业研究院数据，郑煤机在液压支架市场的占有率约为 25%，在高端液压支架的市场份额达到 60%以上，连续多年市占率第一，是第二名平顶山的 2 倍多。今年我国液压支架国际竞争力也在逐步加强，出口数量逐年增加，形成了外资、民营、国有资本、集体资本多种资本形式竞争的格局。

26、行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 2 综采设备市场空间测算 从驱动力角度看，煤机装备市场需求的增长主要来源于三个方面，新增煤炭产能的需求、煤矿机械化率提升的需求、原有煤机的更新换代需求。这里我们对三种需求分别进行测算。 图 11：煤炭机械装备行业发展驱动力 资料来源：创力集团招股书，民生证券研究院 总体上看，2017 年以前煤炭开采和洗选行业固定资产投资的下降导致了近年煤机更新替换需求的下滑，不过，随着 2017 年之后固定资产投资的上升，预计到 2023-2024 年煤机更新替换需求将开始逐渐回升。综合后文对机械化需求、更新替换

27、需求、新增需求的测算，预计 2022-2025 年综采设备市场空间分别为 651 亿元、615 亿元、586 亿元、597 亿元，合计对应市场空间 2450 亿元。 表 1：综采设备市场空间测算（亿元） 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 22-25 年合计 机械化需求 20.4 20.6 20.7 20.9 21.0 83.2 更新替换需求 653.9 576.7 526.6 531.5 576.1 2210.9 新增需求 14.0 54.0 68.0 34.0 0.0 156.0 年合计 688.3 651.3 615.3 586.4 597.1 2450.1 资料

28、来源：民生证券研究院预测 2.1 机械化需求：采掘机械化率已处于较高水平 机械化需求，这里指煤矿机械化率提升带来的需求。据中国煤炭工业协会统计数据，我国大型煤炭企业采煤机械化程度由 1978 年的 32.34%提高至 2020 年的 98.9%。不过，这只是大型煤矿机械化程度， 考虑其余煤矿机械化程度可能较为较低， 全国采煤机械化程度或低于这一水平。行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 据前瞻产业研究院数据，2010 年，我国采煤机械化率及掘进机械化率分别为 65%和 52%，根据我国煤炭工业发展“十三五”规划，2020 年我国采煤

29、机械化程度将达到 85%，掘进机械化程度将达到 65%， 到 “十四五” 末， 煤矿采煤机械化程度将达到 90%以上， 掘进机械化程度达到 75%以上。 基于此， 我们假设 2021-2025 年每年采煤机械化水平提升 1%， 掘进机械化水平提升 2%。考虑到采煤所需煤机设备更多，价值量也更大，这里按照综采设备中设备价值量比重来计算采、掘机械化对煤机需求的拉动作用，即采煤机械化对煤机需求的拉动作用占 88%，掘进机械化对煤机需求的拉动作用占 12%，总体上， “十四五”期间每年采、掘二者机械化率提升 1.1%。值得注意的是，未来几年掘进的机械化率提升空间和速度将大于采煤，其主要原因是掘进的工况

30、较为恶劣，机械化率较低。 据立鼎产业研究网，从煤炭工业“十四五”结构调整指导意见（征求意见稿） 来看， “十四五”的产量增量约为 2 亿吨的累积增长，平均每年约 4000 万吨的新增产能，即相对目前产能水平约为 1%的微幅增长。同时，未来在“碳达峰”和“碳中和”的约束下，需求端长期是缩减趋势， 新增产能量预计长期也将趋零。 据此， 可以大致测算出 2022-2025 年原煤产量及产能。 单位产能对应设备价值量方面， 根据大同煤矿张东方 年产千万吨矿井综采设备国产化研究 ，年产量 1000 万吨工作面需综采设备投资 2.5-3.4 亿元（价格因国产、进口设备不同） ，据此可以大致测算出， 每亿吨

31、产量对应综采设备投资 25-34 亿元， 对应 “三机一架” 投资 20-27.2 亿元。 基于以上测算逻辑， 预计 2022-2025 年每年由机械化率提升带来综采设备需求分别为 20.6亿、20.7 亿、20.9 亿、21 亿，合计约 83 亿元市场空间。 图 12：全国采煤机械化率水平 图 13：全国掘进机械化率水平 资料来源：前瞻网， 2020 煤炭行业发展年度报告 ，民生证券研究院 资料来源：前瞻网， 2020 煤炭行业发展年度报告 ，民生证券研究院 2.2 更新需求：传统煤机需求主要支撑，刚需释放减弱行业波动性 替换需求是指原有已经实现机械化的矿井对设备的更新需求。 测算历年综采设

32、备投资： 煤炭开采与洗选行业固定资产投资一般可以分为 3 部分： 建设安装工程、设备工具购置、其他费用。根据煤宝电子商务、创力集团招股书数据，煤炭企业设备投资一般占固定资产投资的 30%， 其中， 综采设备占比为 70%， 即综采设备占固定资产投资的 21%。另外，综采设备中， “三机”占比为 35%， “一架”占比为 45%。根据历年煤炭开采和洗选行业固定资产投资，可大致测算出历年煤机“三机一架”设备投资。 测算历年设备更新替换需求：煤机产品所处生产环境恶劣，部分产品依靠机械的物理磨损换取产量，因此消耗大，寿命较短。根据煤宝电子商务数据，不同产品煤机使用寿命各有不同，其中“三机”寿命较短，在

33、 3-5 年， “一架”寿命较长，在 5-8 年之间。考虑到“三机”与“一架”的使用寿命不同，我们假设第 t 年的“三机”的更新替换需求为 t-3、t-4、t-5、t-6、t-7 年的“三65%76%85%90%3.18%2.26%1.15%0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%50%60%70%80%90%100%201020152020E2025E采煤机械化水平（左轴）复合增长率（右轴）52%58%65%75%2.21%2.31%2.90%0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%50%60%70%80%201020152020E2025E掘进机械化水平（左轴）机械化率增长率（右轴）行业深

34、度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 11 机”设备投资的平均值（5 年平滑） ，第 t 年的液压支架投资对应 t-5、t-6、t-7、t-8 年液压支架投资的平均值。基于此，可以测算出历年“三机一架”及所有综采设备的替换需求。 图 14：固定资产投资、行业利润总额、原煤产量变化 图 15：固定资产投资、利润总额、原煤产量增速变化 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 预测未来设备投资及替换需求：从历史数据看，煤炭开采和洗选业固定资产投资额与该行业利润总额高度相关。2011-2013 年、2015-2017

35、 年、2017-2019 年数据表明，一般固定投资额的拐点会比行业利润总额滞后。考虑到 2021 年煤炭价格高涨，煤炭行业盈利情况较好，假设2022 年煤炭开采和洗选行业固定资产投资额增速为 20%。按照综采设备及“三机一架”占比，进而可以测算出 21-25 年设备替换需求。 值得注意的是，2016-2020 年期间，我们按照各类设备占固定资产投资比重所计算出的理论设备投资额，要低于根据使用寿命推算出的实际设备更新替换需求，这主要是由于供给侧改革期间，大量过剩产能退出，在建煤矿产能也无明显提升，固定资产投资无显著回升。相比之下，煤机正常更新替换对应刚性需求的释放，这也表明，更新需求在固定资产投

36、资中所占比例在不断提升。 未来，随着更新需求在总需求中占据绝对主导地位，市场将接近于完全更新市场，刚性需求的释放将使煤机设备的需求波动性逐渐减弱。 图 16：综采设备投资及更新替换需求测算（亿元） 图 17： “三机一架”投资及更新替换需求测算（亿元） 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 考虑到更新替代属于刚性需求， 这里我们使用测算的实际更新替代需求代表当年更新提到带需求带来的煤机市场规模，而不使用理论值。对应 2021-2025 年综采设备更新替换需求分别为654 亿、577 亿、527 亿、532 亿、576 亿。鉴于 2018 年之后煤炭开采和洗

37、选业固定资产投01,0002,0003,0004,0005,0006,000固定资产投资完成额:煤炭开采和洗选业（亿元，左轴）煤炭开采和洗选业利润总额（亿元，左轴）原煤产量（亿吨，右轴）-100%-50%0%50%100%150%200%-40%-20%0%20%40%60%80%2003200520072009 2011 2013 2015 2017 2019 2021固定投资额同比增速（左轴）原煤产量同比增速（左轴）利润总额同比增速（右轴）050010001500综采设备投资（理论值）综采设备更新替换需求（实际值）02004006008001000三机一架”投资（理论

38、值）”三机一架“更新替换需求行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 12 资额逐渐回升，未来几年更新替换需求也将缓慢回升，预计拐点将出现在 2022 年。 2.3 新增需求：煤炭紧缺背景下，新增煤机需求有望逐步释放 新增需求是指由每年新增矿井产能带来的煤机设备需求。 据立鼎产业研究网，从煤炭工业“十四五”结构调整指导意见（征求意见稿） 来看， “十四五”的产量增量约为 2 亿吨的累积增长，平均每年约 4000 万吨的新增产能，即相对目前产能水平约为 1%的微幅增长。 不可否认的是，未来在“碳达峰”和“碳中和”的约束下，需求端在长期内将是缩减

39、趋势，新增产能也将趋零。不过，去年煤炭价格飙涨，背后反应的是煤炭供需的失衡。据 Mysteel 数据， 秦皇岛港 Q5500 动力煤平仓价从 2021 年初的 845 元/吨， 一度上涨至 10 月 18 日的 2600元/吨，涨幅达 207.7%。虽然四季度开始，部分产能核增加新增产能释放在一定程度上缓解了供需缺口，但截至 2022 年 3 月 11 日，秦皇岛港 Q5500 动力煤平仓价依然维持在 1700 元/吨高位，这表明煤炭供需缺口依然存在。 从供给端看，2021 年 6、7 月份原煤产量均低于 2019-2020 年，三季度煤炭供需缺口扩大后，产量快速上升，直至今年 1-2 月，煤

40、炭产量达 6.87 亿吨，依然高于往年同期。进口方面，据海关总署数据，我国 1-2 月进口煤总量为 3539.1 万吨，同比下降 14%，创下近 10 年来仅次于供给侧改革期间的最低水平，其主要原因在于我国煤炭进口最大来源地印度尼西亚（约占我国进口量 60%）于今年 1 月开始禁止煤炭出口，影响较大。另一方面，俄务冲突尚未缓和，海外煤炭需求提升推高煤炭价格，国内外煤炭价格倒挂进一步抑制了煤炭进口需求。 图 18：秦皇岛港 Q5500 动力煤平仓价（元吨） 图 19：2017-2021 年原煤月度产量变化（亿吨） 资料来源：Mysteel，民生证券研究院 注：数据截至 2022 年 3 月 11

41、 日 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 图 20：历年 1-2 月原煤产量（亿吨） 图 21：历年 1-2 月煤炭进口量（万吨） 05000250030001月2日1月21日2月9日2月28日3月19日4月8日4月27日5月17日6月5日6月24日7月13日8月1日8月20日9月8日9月27日10月23日11月11日11月30日12月19日2018年2019年2020年2021年2022年2.52.72.93.13.33.53.73.94.12月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月2017年2018年2019年2020年2021年5.165.

42、405.305.355.475.135.075.165.144.896.186.874.04.55.05.56.06.57.07.52,664 4,020 5,385 5,873 3,204 2,877 4,259 4,872 5,114 6,795 4,112 3,539 2000400060008000行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 13 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 资料来源：国家统计局，民生证券研究院 从需求端看，据期货日报网数据，电力行业约占动力煤下游需求的 61%，是所有下游中占比最大的行业。一方面，2021 年

43、火电发电量远高于往年同期水平，在产能释放不足的背景下加剧了供需缺口的扩大。其主要原因在于疫情后高能耗产业产量的提升，以及新能源发力不足，导致火电需求超预期。四季度在“能耗双控”背景下，火电发电量增速有所放缓。不过，据国家统计局数据，今年 1-2 月全国发电量达 13141 亿千瓦时，同比增长 4%，再次回到高位。另一方面，电厂存煤可用天数通常可以用来衡量电厂动力煤库存水平，通常其安全边际为 18 天。去年2-9 月我国重点电厂存煤可用天数均低于 18 天，远低于往年同期水平，四季度在增产措施下，可用天数逐渐回升。但 2022 年 1 月可用天数再次下降至 15 天。 图 22：2018-202

44、1 年火电发电量（亿千瓦时） 图 23：2018-2021 年电厂存煤可用天数（天） 资料来源：wind，民生证券研究院 资料来源：国家发改委，民生证券研究院 总体上看，虽然去年四季度煤炭供应紧张问题有所缓解，但供需缺口仍然存在。短期内，煤炭供应的增加仍是当务之急。基于此，我们上调对“十四五”期间煤炭产能释放的预测。考虑到2021 年约新增煤炭先进产能超 2 亿吨， 假设 2022-2024 年新增煤炭产能 3 亿吨， 共计对应 “十四五”期间新增煤炭产能 5 亿吨。考虑到煤炭产能释放的紧迫性，我们假设新增产能主要集中在2021-2023 年完成批复，对应每年新增产能 2 亿、2 亿、1 亿吨

45、。由于新建煤矿，尤其是井工矿的建设周期较长，约为 3-5 年，因此新增产能对应的煤机需求有望逐年释放， 对应 2022-2024年每年释放 1.6 亿、2 亿、1 亿吨新增产能对煤机的需求，2021 年仍然按照原规划，假设释放4000 万吨计算，2025 年假设更新需求为 0。 单位产能对应设备价值量方面， 根据大同煤矿张东方 年产千万吨矿井综采设备国产化研究 ，年产量 1000 万吨工作面需综采设备投资 2.5-3.4 亿元（价格因国产、进口设备不同） ，据此可以大致测算出，每亿吨产量对应综采设备投资 25-34 亿元。 据此，可以大致测算出 2022-2025 年新增需求带来的综采设备投资

46、分别为 54 亿、68 亿、34 亿、0 亿元，合计市场空间为 156 亿元。 450055006500750085003月4月5月6月7月8月9月 10月 11月 12月2018年2019年2020年2021年018年2019年2020年2021年行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 14 3 煤矿智能化发展进入快车道 3.1 顶层设计：政策吹暖风，煤矿智能化进入发展快车道 虽然传统煤机的需求未来将趋于平稳，但在国家政策的引导和市场的驱动下，未来我国煤机行业智能化需求潜力巨大。从过去几年原煤产量看，过去近 10 年

47、，我国原煤产量先后经历了供给侧改革前后的上涨、下跌和回升，然而煤矿安全水平却在不断提升，百万吨死亡率基本成逐年下降趋势，这要得益于煤矿机械化、智能化推进对少人化、无人化的推动，以及政策层面对于安全生产的高度重视。 不过， 目前我国的煤矿安全水平与世界主要产煤国家仍然存在一定差距。 据美国劳工部数据，2020 年美国煤矿死亡人数为 5 人， 澳大利亚为 7 人， 折合百万吨死亡率均在 1-2%， 这也表明，我国煤矿在少人化、无人化方面还有更多提升空间。 图 24：全国煤矿百万吨死亡率 图 25：2020 年各国煤矿百万吨死亡率情况对比 资料来源：国家安全监管总局，民生证券研究院 资料来源：DOL

48、，国际煤炭网，Safe Work Australia,民生证券研究院 从 2016-2021 年，中国政府对智能矿山的重视程度逐步加强，并给出相应的指导意见与建议，智能化矿山的种类也从煤矿逐步延伸到非煤类矿山。尤其 2020 年 3 月，为推动智能化技术与煤炭产业融合发展、提升煤矿智能化水平，国家发展改革委、国家能源局、应急部、国家煤矿安监局、工业和信息化部、财政部、科技部、教育部研究制定了关于加快煤矿智能化发展的指导意见 。其中，提出三个阶段性目标表明，未来在国家政策的引导和市场的驱动下，我国煤机行业智能化需求潜力巨大。 80.3%56.4%37.4%29.3%25.7%16.2%15.6%

49、10.6%9.3%8.3%5.8%4.4%3035404500.20.40.60.81原煤产量（亿吨，右轴）全国煤矿百万吨死亡率（左轴）5.80%0.93%1.67%0.000.010.020.030.040.050.060.07中国美国澳大利亚行业深度报告/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 15 表 2：2015-2021 年我国煤矿智能化政策汇总 时间 部门 政策 具体细节 2021 年 6 月 国家能源局、国家矿山安全监察局 煤矿智能化建设指南（2021 年版） 重点突破智能化煤矿综合管控平台、智能综采（放）、智能快速掘进、智能主辅运输、智能

50、安监、选煤、智能机器人等系列关键技术与装备。 2020 年 11 月 中国煤炭工业协会 煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见 争取在“十四五”末期全国煤矿数量控制在 4000 处以内，大型煤矿产量占 85%以上，大型煤炭基地产量占 97%以上；建成煤矿智能化采掘工作面 1000 处以上 2020 年 7 月 国家能源局 关于开展首批智能化示范煤矿建设推荐工作有关事项的通知 到 2021 年底，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿生产、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