1、淮南矿业集团中长期发展战略研究“淮南矿业集团中长期发展战略研究”课题“煤炭机械”子项目第三章 目标与策略3.1前言我国是一个产煤大国,也是煤炭占能源70%以上的消费大国。近几年,煤炭工业在快速发展过程中,涌现出一批技术装备达到世界领先水平的现代化煤矿。例如:神华集团补连塔煤矿成为世界上生产规模最大的现代化矿井,2006年综采工作面单产达到109.5万吨/月,原煤工效达到161.2吨/工;神华集团黑岱沟露天矿成为我国目前生产规模最大的现代化露天矿,最高月产、日产分别达到250.6万吨和9.7万吨;中煤能源平朔安家岭井工矿一号井综放队最高月产达到122万吨,刷新世界纪录;山西晋城矿业集团凤凰山矿在
2、1.48米煤层厚度条件下,2006年生产原煤98万吨,刷新我国刨煤机工作面年产纪录;神华集团上湾矿使用连续采煤机掘进巷道,最高月进度达到3668米,刷新我国连采机大断面双巷掘进进尺新纪录。这些先进的现代化矿井,无一不得益于先进的技术装备。这些技术装备水平在国家一系列宏观经济政策引导下,得到了很大提高。表现在以下几个方面:第一,适应我国复杂多样地质条件的安全高效开采技术取得较大突破。一是厚及特厚煤层综放开采技术在“两硬”、“高韧性”煤层条件下实现了安全高效开采。2006年平朔安家岭二号井综放队年产原煤942.83万吨、一号井综放队年产原煤859.9万吨。二是厚煤层大采高综采处于世界领先水平。神华
3、神东分公司上湾矿综采队创造了年产1144.7万吨的世界纪录。三是中厚煤层实现日产万吨以上,与国外先进国家的差距逐步缩小。四是露天开采技术创造出我国最好水平。神华准格尔分公司黑岱沟露天矿2006年产量达到2375万吨。第二,我国由煤炭机械制造业大国向煤机制造强国的转变进一步加快。一是采煤机制造技术升级换代加快。基本完成了由液压牵引向电牵引采煤机的转变,采煤机生产技术处于国际先进水平,总装机功率达到2040kW,正逐步替代进口采掘机械,基本满足了我国中厚煤层综采、大采高综采及综放开采实现安全高效的需要。二是适用多种开采条件采煤支架技术装备发展较快。放顶煤支架设计已达到国际先进水平。三是采煤输送机制
4、造技术日趋成熟。我国自主研制成功的SGZ1000/1200型和SGZ1200/1400型的长运距、高可靠性工作面前、后部刮板输送机,为我国综放开采技术再创新高,奠定了基础。我国自主设计制造的运距可达4000m、带宽5001400mm、带速24m/s、运量4002500t/h、倾角250350、装机功率可达1500kW的各种类型的井下及地面运输带式输送机,满足了安全高效矿井煤炭运输的需要。四是掘进技术和机械化程度日夜发展,并取得成效。悬臂式掘进机形成系列化,目前从截割功率已从50kW发展到160kW,国产机型已有20多种。连续采煤机、掘锚机等技术装备正在逐步完善和提高技术水平。.2 煤机制造发展
5、目标根据高产高效煤矿生产、循环经济及净洁生产技术发展的需要,煤机制造发展正在向高可靠性、大型化、自动化、高运行效能、高回收率、节能降耗方向发展。3.2.1 国际国内煤机制造发展目标国产的综采成套设备虽然已基本上能满足中国多数煤矿安全生产及高产高效(7000t/日)矿井建设的需要,但和国际先进水平相比,和今后为实现中国煤矿的大型、高效及管理现代化的要求相比,仍然有较大的差距。这种差距也给国内煤机制造发展树立了发展的目标。3.2.1.1 采煤机 国产采煤机与国外采煤机相比,主要有以下差距:技术性能方面突出表现为总装机功率偏低,切割能力较小。另外,可靠性方面和监控及保护系统方面都存在不小的差距。如下
6、表:序号比较项目国外采煤机国产采煤机差距1牵引方式电牵引液化牵引为主国内电牵引占30左右2装机功率1940kw(最大2200kw)1800kw为81%3截割功率2750(850)kw2500kw为67%4牵引功率2110kw255kw为50%5最大牵引速度54m/min20m/min为37%6滚筒截深10001200mm,最大1500mm800mm为65%7滚筒转速2333转/min28转/min为85%8监控保护系统智能化监控、监测、保护简单监控、保护落后8年9交流变频调速与控制专用变频器通用变频器改造落后5年10主要零部件寿命如齿轮和轴承2000030000小时5000小时为2511与整机
7、无故障运行1218个月均6个月为503.2.1.2 刮板运输机 近年来,中国刮板机生产企业在几次关键技术上取得了较大的突破,使得国产重型刮板运输机的技术性能和整机运行可靠性等方面有了明显的提高,缩小了与国际同类产品的差距。但由于近几年国外刮 板运输机在性能和可靠性快速发展,使其差距仍然不小,具体见下简表:序号比较项目国外刮板输送机国产刮板输送机差距1运量5000t/h2002500t/h为50%2使用长度430m250300m为70%3装机功率4800kw2700kw为44%4链条规格4252m38m为93%5中部槽宽度10001200mm8001200mm为83%6链速1.31.54m/s1
8、.3m/s为84%7整机过煤量1200万吨800万吨为67%8启动方式CST软启动系统调速耦合器落后5年注:自张家口煤机公司收购帕森斯链条技术和设备后,使我国链条生产技术达到了国际行业先进水平。3.2.1.3 液压支架国产液压支架是中国综采工作面最主要的技术装备之一,也是国产综采工作面装备中生产量最大的产品 。专业煤机厂在90年代曾向印度出口了支撑掩护式ZZ7600/21/34强力支架,向俄罗斯出口了 ZY4800/26/50大采高支架及向土耳其出口了ZY4000/18/32、ZYD3800/18/32及过渡、端头高位放顶煤支 架等,并均取得较好的技术、经济效果。虽然,国产液压支架以其低廉的价
9、格,同时又以较好的技术性 能满足了中国煤矿用户的基本要求而广受国内煤矿企业的欢迎和信赖,但与国际上液压支架先进水平相比,与进一步发展中国高产高效矿井的要求相比较,仍有明显的差距。.掘进机与国际先进水平相比,我国在用煤矿主要高效掘进设备的破岩能力、适应性及可靠性等方面还存在一定的差距。煤矿使用的高效掘进设备,如大功率重型掘进机、连续采煤机、掘锚机组、四臂锚杆钻车以及履带式全液压钻车等几乎被国外厂商(或合资)所占领,连续采煤机基本被美国JOY公司所垄断,掘锚机组主要由奥地利奥钢联公司提供,四臂锚杆钻车由澳大利亚约翰芬蕾公司控制。我国煤及半煤岩巷掘进机最大截割功率为200kW与进口机型还有一定的差距
10、,连续采煤机、掘锚机组国内正在处于研制阶段。大功率重型掘进机技术比较比较项目国外国内总体参数截割功率300kW,装机总功率555kW,机重120t,截割断面5.8m8.8m截割功率200kW,装机总功率290kW,机重60t,截割断面5.1m6.0m截割机构纵轴式、横轴式内伸缩截割机构纵轴式内伸缩截割机构截齿焊接工艺真空热处理,喷涂强化,截割硬度f =12真空热处理,截割硬度f =810牵引方式变量泵,压力25MPa变量泵,压力23MPa自动控制技术全功能遥控,截割断面监视尚属空白除尘方式外喷雾加机载除尘系统,除尘效果好内、外喷雾,除尘效果差润滑方式自动集中润滑人工操作连续采煤机技术比较比较项
11、目国外国内总体参数截割功率2205kW,装机总功率640kW,机重74.9t,截割高度5.0m,截割宽度3.5m,生产能力35t/min截割功率2170kW,装机总功率580kW,机重60t,截割高度4.6m,截割宽度3.3m,生产能力27t/min截割电机电机功率205kW需要进口电机、扭矩轴、摩擦离合器牵引方式直流或交流变频,牵引功率237kW(DC)液压马达或交流变频,牵引功率230kW(AC)冷却技术采用温度监测传感器,控制台具有温度和超温报警断电功能尚属空白除尘方式内、外喷雾加机载除尘系统,除尘效果好外喷雾加机载除尘系统,需要进口机载除尘系统3.2.1.5带式输送机带式输送机主要差距
12、:长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测,它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范,设计中对输送带使用了很高的安全系统(一般取n=10左右),与实际情况相差很远可靠的可控软起动技术与功率均衡技术调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4250kW,国外产品可达4970kW,国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%40%,固定带式输送机的装机功率相差更大。运输能力我国带式输送机最大运量为3000t/h
13、,国外已达5500t/h。最大输送带宽度我国带式输送机为1400mm,国外最大为1830mm。带速由于受托辊转速的限制,我国带式输送机带速为4m/s,国外为5m/s以上。工作面顺槽运输长度我国为3000m,国外为7300m。输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm,国外为3150N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/mm,国外为7000N/mm。输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的50%65%,国外达母带的70%75%。托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较,寿命短、速度低、阻力大,而美国等使用的新型注油托辊,其运行阻力小,轴承采用稀油润滑,大大地提高了托辊的
14、使用寿命,并可作为高速托辊应用于带式输送机上,使用面广,经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h,国外托辊寿命59万h,国产托辊寿命仅为国外产品的30%40%。输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命2万h,国外减速器寿命7万h。带式输送机上下运行时可靠性差。上述这些差距,比较集中的体现在设备的能力,可靠性和智能化方面。国际煤机制造发展逐渐向成套性、可靠性、智能化、大型化、高效性目标发展。而国内煤机制造近阶段应该首先实现以下发展目标:电牵引采煤机:装机总功率为2000kw左右,供电电压为3.3 KV、采高范围为5-6m,生产能力达3000t/h左右。重型刮板输送机:输送能力3000-5000t/h
15、,铺设长度250-400m,链速1.4m/s,装机功率3700或21000kw,供电电压为3.3 KV。液压支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸径480mm,支护高度6m,架间距1.75-2m,支架降移升时间8-12s,采用电液控制系统。大型带式输送机:装机功率1500-4000KW,电压3.3KV,带宽1.4m,带速5m/s,运量5000t/h,距离50000m以上,托辊寿命5万小时以上,减速器寿命7万小时以上。掘进机:纵轴式截割头功率达250kW,横轴式截割头功率达350kW,可切割100120MPa的岩石,整机遥控技术、推进方向监控、切割电机功率自动调节、截割路径循环程控、切割
16、断面轮廓尺寸监控及工况检测和故障诊断等。3.2.2 淮南矿业集团煤机制造发展目标“煤机产业争取做大,但不急于求成。和世界一流煤机企业比塞洛斯公司合作,在淮南注册成立合资公司,积极引进国外的先进技术和完善的国际销售网络,成套生产和销售质量可靠、性能优越、价格合理的煤机产品。未来五年合资公司建设一期项目,今年下半年启动。其中2008年为生产建设期,自2009年起,合资公司开始全面生产刮板运输机、皮带运输机、液压支架和电液控制系统。在此基础上,进一步考虑采煤机、刨煤机、掘进机以及露天采矿设备的生产。”按照省、市关于加快装备制造业发展的若干意见精神,以立足现代化矿井高产、高效、集约化生产,发展大型井下
17、综合采掘设备,运输设备的系统开发、系统设计、系统成套和系统服务能力,形成集掘进、开采、运输为一体的煤机成套设备生产供应体系。依托省内市场及政府的组织、协调和扶持政策,经过两年的发展,奠定淮南煤机制造在省内行业的龙头地位。在五年时间内力争进入全国煤机制造的一流企业。这是淮南矿业集团利用市场资源,积极引进国外资本和技术,促进煤机制造技术升级的具体规划和发展目标。另外,淮南煤机发展,首先要瞄准省内市场,要有特色。产品要首先以适合淮南矿区开采条件为重点,然后延伸推广到其他矿区。3.3 国际国内煤机制造发展方向二十世纪末期以来,高新技术不断向传统采矿领域渗透,世界主要采矿设备制造商在综采设备方面展开了激
18、烈的竞争,导致了煤机企业的兼并重组,最终形成了以德国DBT、Eickhoff和美国JOY公司为代表的国际采矿设备厂商,基本垄断了综采设备的高端产品市场,代表了综采设备技术的发展方向。目前,国际上煤炭开采技术装备发展的主要技术方向是:一、采煤机实现机电一体化,生产能力大大提高。新型电牵引采煤机总功率已达15002000kW,装备了以微型电子计算机为核心的电控系统,采用先进的信息处理技术和传感技术,牵引电机功率90110kW,最大牵引力800kN以上,最大牵引速度30米/分以上,设备生产能力达3000吨/小时以上; 二、工作面刮板输送机向着大运量、软启动、高强度、重型化和高可靠性方向发展。输送量已
19、达6000吨/小时,装机功率4800kW,整机寿命(过煤量)达1000万吨以上,最高达2000吨; 三、液压支架为高工作阻力的支架,支护工作阻力600010000kN,最大12000kN,支架结构为整体顶梁,支架控制方式为环形供液及电液阀控制,支架的寿命试验高达50000次以上; 四、顺槽带式输送机已向长距离、大运量、高带速的主要方向发展。目前装机功率已达4970 kW,运输能力已达5500吨/小时,带速5米/秒以上; 五、煤巷掘锚一体化代表了煤巷快速掘进技术的发展方向,连续采煤机多巷高效掘进是目前高产高效工作面采掘准备的优选方式。大功率重型悬臂式掘进机是我国悬臂式掘进机的发展方向。3.4 集
20、团公司煤机发展策略高产高效综采技术的核心是井下工作面综合机械化采煤输送设备,主要有采煤机、刮板输送机、液压支架和带式输送机。为确保淮南矿业集团煤机制造业行业的快速、健康和可持续发展,应实施资源整合战略、产业提升战略、外向拉动战略、延伸拓展战略四大发展战略,通过这四大发展战略的推进和实施,从整体上优化煤机制造业的各种资源配置,对非核心业务进行消肿,从低技术含量的产品中退出,强化优势产品,推进产品结构的战略性调整,提升淮南矿业集团煤机制造业的核心竞争力。3.4.1资源整合战略为了充分发挥省内煤机制造企业的整体实力和资源优势,应该通过协调机制,协调与省内主要煤机装备制造企业的关系。以生产要素资源整合
21、、形成一股整体合力,共同推动煤机产业发展,提升装备制造业水平。加快煤机生产企业从橄榄型向哑铃型的转变,改变企业大而全、小而全的生产方式,促进企业核心竞争能力的提高,降低生产成本和提高质量,重组工序链,逐步使铸造、金属切削加工、钣金等通用工序重组,形成专业、精益、特色化的企业;而把主机企业从冗长的生产管理链中解放出来,把重点放在市场、产品技术开发和有限的生产管理上(装配、关键的少数零件的特种加工)。促进成套企业的核心竞争力向技术、市场和服务优势转变,加工和零部件类企业的核心竞争力向成本优势转变。结合生产要素资源整合,进行相关的人才和人力资源的整合;加强煤机企业技术中心建设,使之成为科技人才整合的
22、一个基地,仿效博士后流动站模式,鼓励和支持科技人员企业技术中心之间进行流动与技术交流,建立各类专业人才库和专家库。3.4.2产业提升战略在“十一五”期间,面对严峻的市场竞争态势,以提升煤机装备制造业行业整体实力和核心竞争力为标志,实施产业提升战略。主要内容包括:主导产品的调整和渐进式提升,技术开发和创新能力的提升,管理模式的变革和水平的提升,工艺装备的更新和提升,信息化和高新技术提升。推进管理模式的变革和管理水平的提升。以提高效能为中心,大力推进企业管理结构的扁平化,最大限度地减少企业管理层次;按照现代企业制度和资产管理权限,根据管理标准和管理程序规范管理行为,变企业管理的人治为法治;在管理中
23、积极推进现代化管理模式,充分利用网络技术和计算机技术,推广应用MRP、ERP等提升管理技术水平。结合生产要素资源整合和产品结构调整,通过企业技术改造,加快工艺装备的更新步伐,更新重点是:产品结构调整所需关键装备、新增长点产品能力提升所需的装备、科技进步和技术中心建设所需关键仪器设备及检测设备。3.4.3外向拉动战略为适应经济发展全球化的趋势,加快煤机装备制造业的发展,实施外向带动战略。按照省委省政府东向发展的要求,充分利用淮南的地域等优势,结合产品结构调整需求,主动承接长三角经济区以及沿海经济发达地区和跨国公司的资本,技术和产业的梯度转移。大力对外招商引资,加快对国内外招商引资步伐,寻求与国内
24、外著名公司的合资与技术合作,把与国内外公司的合资合作,推进出口贸易作为行业的一个投资重点。大胆引进国外先进、适用技术,进行吸收国产化,再次创新,形成自己的自主知识产权和核心技术,提高产品的质量和档次,参与国际竞争。充分利用国内、国际两个市场,两种资源,壮大企业总体实力,提高国际化水平。充分利用中国经济发展的机遇,积极开拓国际市场,加强企业的自营出口工作。研究和接续利用国际上的产业转移,结合产品结构调整,促进一些产品向淮南地域转移。.4延伸拓展战略根据国家产业政策和确定的发展战略重点,充分发挥淮南现有技术和产品优势,按照技术相通、工艺相近、市场相融进行产品线的整合与延伸。以已经掌握的淮南煤矿现有
25、成套装备技术为重点,根据国家能源建设需求,延伸开发适用于其他煤田的经济、适用、可靠的成套设备;在开发成功的煤机设备技术的基础上,加快对各种其他散料领域(如建材行业)的切入,主要是加强对各种不同机电装备需求市场的研究,争取在“十一五”期间在某类特长产品的市场覆盖面上能够有所突破。集团公司目前虽然以瞬立机械公司为主,但地方还有规模不一的各矿区机电厂(维修中心)和民营企业,各自为战,资源分散,方向不一,力量不合,对煤机做大做强有一定的影响。为此,集团公司需要从战略高度考虑,利用充足的资金支持,并购、改组和和整合现有煤机关联企业,重点发展主体煤机产业。集团公司煤机企业必须走联合的道路,集结力量,发挥群
26、体优势,在煤机行业中组建具有实力的企业集团,以集团军的形式与发达国家煤机企业竞争。第四章 战略布局4.1 概述据煤炭行业发展规划相关内容,“十一五”期间,我国将新建煤矿3亿吨左右,其中投产2亿吨。国家将在“十一五”期间,对煤炭行业的工业结构进行调整,大力整合、改造、关闭小煤矿,同时适度加快大型煤炭基地的建设,开工一批现代化大型煤矿、置换落后的生产能力。到2010年要形成56个亿吨级生产能力的特大型企业集团,56 个5000万吨级生产能力的大型企业,产量将占全国煤炭总产量的60%左右。通过新建和老矿井技术改造全国将建成300处高产高效矿井,高产高效矿井产量将占全国总产量的50%左右。同时,国家将
27、建设神东、晋北、晋东、蒙东(东北)、云贵、河南、鲁西、晋中、两淮、黄陇(华亭)、冀中、宁东、陕北等13个大型煤炭基地,这些基础的储量,占全国储量的70%以上,作为煤炭供应规划和建设的核心。初步预测全国煤炭需求量:2010年为25亿27亿吨、2020年为30亿32亿吨,均占能源需求总量的60%以上。到2020年,新建和在建的国有煤矿的生产能力约为7.1亿吨。如果届时中国小煤矿的产量仍保持目前的6亿吨,按需求预测的高端方案,未来20年中国需新增煤矿产能17亿吨,年均 8500万吨;按需求预测的低端方案,未来20年中国需新增煤矿产能13亿吨,年均6500万吨。这就需要大量高质高效的采掘机械制造设备。
28、据专家预测,未来几年,国内煤机设备年需求将达到500亿元以上。4.2煤机产业布局4.2.1国际国内煤机产业布局国内煤机市场主体呈现“三国”格局 多年来,国有企业占据煤机制造的绝对主角,但近年随着民营企业、国外企业的纷纷进入,目前我国煤机市场特别是高端制造市场呈现国企、民企和外企竞争的“三国”格局。 2004年以来,以公路机械起家的三一重工的重型装备有限公司(简称三一重装)等国内企业筹措数亿资金进入煤机市场;中煤总公司组建煤机成套设备制造公司的工作也在进行中;而国外著名煤机企业也从未停止过进入中国煤机市场的努力,其中IMM公司已经收购了国内多家煤机制造知名企业,如佳木斯煤机等。三一重装正在研发的
29、产品包括采煤机、液压支架、刮板运输机、矿用车辆等综采成套设备。另外一个成套全自动联合采煤机组,目前正在试验阶段。三一重装的目标是打造一个“煤炭设备的百货店”。2005年12月24日,山西省整合煤炭和装备制造两大优势资源,成立了太重煤机公司, 欲“十一五”期间实现30亿元的销售目标,形成全国最大的煤机成套装备制造基地。其电牵引采煤机技术改造项目投产后,采煤机产量将翻一番,将成为亚洲最大的采煤机制造基地;目前,太重煤机具有了采煤、刮板、掘进和液压等成套制造能力。太重煤机大功率采煤机的市场占有率已经达到60%以上,全国18台1800KA及以上功率的大型采煤机,太重煤机制造了其中的11台。 随着太重煤
30、机、煤科总院山西煤机装备、山西煤机等20余家知名企业和研发机构的进驻,国家级太原经济技术开发区提出要建设国内最大的煤矿成套设备制造与研发基地,高端和成套设备将成为其最具竞争力的产品。同为煤机“国家队”主力的是中煤集团,拥有张家口煤机、北京煤机等国内知名煤机企业,在刮板机、液压支架和皮带机市场有较强的竞争力。山西平阳重工机械有限责任公司是中国船舶重工集团公司的大型机电一体化综合加工企业,也是国家重点液压支架骨干生产企业之一。2006年 3 月,平阳重工研制的目前世界最大缸径400mm立柱电液控液压支架,是目前世界第一的大缸径立柱,同时也是全国煤炭系统最大科研和投资项目,是国家推进高技术综采设备国
31、产化的重点工程。煤炭科学研究总院与中煤国际工程设计研究总院重组,将成立中国煤炭科工集团有限公司,位列中央国有大型企业之列。此前的2006年,煤科总院下属的上市公司天地科技已经先后控股了宁夏奔牛、山西煤机的煤机板块,目的正是要做大煤机装备业。目前我国煤机行业的优势企业还有郑州煤机制造公司,主要产品为液压支架,其市场占有率约40%;近年来,一些国际煤机巨头企图整合国内煤机制造企业。美国国际煤机公司就相继收购了中国采煤机排头兵鸡西煤机公司和掘进机排头兵佳木斯煤机公司。国外煤机产业布局,大体分为系统集成和专一专业制造两块。以德国DBT公司、美国JOY公司等国际知名的煤机公司为代表的是以成套集成为主的产业板块,为煤炭开采企业可以提供全套技术设备解决方案;以IMM公司、比塞罗斯公司外、奥地利奥钢联公司、LONGWALL合伙公司等为代表企业是以单一系列产品专业制造为主;
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