煤炭行业发展及钢材需求分析

我国已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%，可采量位居第二，产量位居世界第一位。煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置。“十二五”期间煤炭工业加快高产高效大型产业化矿井建设，提高煤炭重大装备研发和制造能力，促进煤炭产业升级。大型煤炭基地加快现代化建设，为煤炭用刚的发展提供了广阔的市场。

1、行业发展现状及发展趋势

1.1、行业发展现状

1.1.1、煤炭是我国的主体能源
目前，煤炭在我国一次能源结构中占70%左右。中国煤炭工业协会统计数据显示，2013年全国煤炭产量完成37亿t左右，煤炭消费量36.1亿t左右。从降能耗强度来讲，煤炭行业首当其冲。

1.1.2、我国煤炭资源保障程度
 截至2012年底，全国煤炭查明资源储量1.4万亿t（国土资源部数据）。2010年评价了42个含煤盆地（群），储采比为310年。煤炭人均占有量为世界平均水平的70.9%。

1.1.3、我国煤炭工业的突出问题
1）资源支撑难以为继：我国煤炭人均可采储量少，仅为世界的三分之二；开发规模大，储采比不足世界平均水平的三分之一。
2）生产与消费布局矛盾加剧：东部煤炭资源日渐枯竭，产量萎缩；中部受资源与环境约束的矛盾加剧，煤炭净调入省增加；资源开发加速向生态环境脆弱的西部转移，不得不过早动用战略后备资源。北煤南运、西煤东调的压力增大，煤炭生产和运输成本上升。

1.2、发展趋势
主要趋势分析如下：
1.2.1、煤炭消费量还将持续增加，但是在一次能源结构中的比重将明显下降
在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构。煤炭消费量还将持续增加，但是在一次能源结构中的比重将明显下降。2015年全国煤炭产量控制在39亿t左右。“十二五”期间，煤炭消费比重降低到65%左右。近年煤炭产量见图1。

1.2.2、全国煤炭开发将大力发展西部，而控制东部，稳定中部
全国煤炭开发总体布局是控制东部、稳定中部、发展西部。到2015年，东部（含东北）煤炭产量4.6亿t，占全国的12%，其中黑龙江、山东产量保持稳定，其他省（市）下降；中部煤炭产量13.5亿t，占全国的35%，其中山西产量增加，河南、安徽产量保持稳定，其它省下降；西部煤炭产量20.9亿t，占全国的53%，其中内蒙古、陕西、新疆、宁夏和甘肃产量增加，贵州、云南产量略有增加，重庆和四川产量下降。
加快陕北、黄陇、神东、蒙东、宁东、新疆等煤炭基地建设，优化开发晋北、晋中、晋东、河南、两淮和云贵煤炭基地资源，控制冀中、鲁西煤炭基地开发规模和强度。

1.2.3、煤炭开采和洗选业固定投资规模将持续增长
根据相关规划，在煤矿建设方面，“十二五”新开工建设规模7.4亿t/年，建成投产规模7.5亿t/年。但随着生产与消费布局矛盾加剧，以及开采难度的增加，煤炭生产和运输成本上升，导致开采和洗选业等固定投资不断增加。

1.2.4、推进瓦斯抽采利用，促进煤层气产业化发展
健全体制机制，推进采煤采气一体化开发。加大煤层气（煤矿瓦斯）勘探开发利用力度，遏制煤矿瓦斯事故，增加清洁能源供应，减少温室气体排放。

1.2.5、提高全国煤矿采煤机械化程度，推进煤矿重大装备国产化
相关规划提出，“十二五”期间全国煤矿采煤机械化程度要达到75%以上。
重点开展年产千万吨级综采成套装备、薄煤层机械化开采装备、短壁综采装备、煤巷快速掘进与支护成套装备、矿井新型辅助运输装备、矿井信息网络自动化系统，以及关键元部件的研制及示范应用。开展大型现代化露天煤矿半连续工艺关键设备国产化研制。重大事故快速抢险与应急处置技术及大型装备的研制。

2、煤炭行业钢材品种消费分析

2.1、钢材消费数量和品种分析
煤炭行业消费的钢材中，煤矿生产过程中消耗的钢材量较大，消耗的钢材主要是矿用U型钢、矿用工字钢、金属锚网、锚杆钢等钢材品种。在矿井正常生产过程中，消费的钢材主要是支护用矿用U型钢、锚杆钢、金属网、钢丝绳、钢绞线等消耗类钢材品种。
不同矿井生产万吨煤炭消耗钢材约7-13t。根据我国煤炭矿井建设情况和煤炭生产量推测，2012年全国煤炭行业消费钢材约260万t。

2.2、煤炭行业钢材消费趋势分析

2.2.1、煤炭用钢量将持续增大
在未来的长时间内，煤炭在我国一次能源消费结构中，仍然占主导地位。煤炭行业的发展仍将会带动钢材需求量的增长，煤炭产业政策的实施和煤炭行业的技术进步，都将会拉动用钢需求量的增长。

2.2.2、对钢管提出了新的要求
煤炭用钢管的数量比较大，用于输气管线和煤炭开采用，例如竖井用的圆形和方矩形管、单体液压支柱管、液压支架管、采煤机械及皮带运输机托辊管、煤矿排水和通风管等。
煤炭业对钢管提出了新的要求。例如煤化工用的合金钢、不锈钢管，煤地下气化、煤制油等新技术，要求耐高温、耐高压、耐腐蚀的钢管。例如煤气化向中高压（8.5MPa）和高温（1500-1600℃）方向发展，这是合金钢和不锈钢管的研制范畴。在这方面，钢管用量也很可观，例如煤制油领域，建一条生产100万t油品生产线，约需一般碳钢管0.9万t，耐热钢管和不锈钢管0.1万t，其中不少规格国内目前尚待开发。

2.2.3、高强度、高性能的中厚板需求量增加
随着采煤综合机械化程度的不断提高，液压支架的发展速度较快，液压支架所承受的压力增大，强度逐渐提高，抗拉强度在70kg和80kg级别的钢板（Q690及以上级别）大量使用于液压支架的顶梁、掩护梁、底座等结构部位。近年来，煤机厂大量使用超低碳贝氏体钢高强中板取代Q345中板，总的使用量已经占总量的50%左右以上。今后高强度级别的钢板还将大量使用，目前国内钢铁企业舞阳钢厂、鞍钢、武钢等企业可以生产超低碳贝氏体钢HQ685DB厚板和HQ785DB厚板，分别应用于煤矿液压支架的关键部位。

2.2.4、煤机用钢新需求
随着机械开采率的不断提高、安全保障设施的不断增加，煤炭机械正向大功率、高性能方向发展，对钢材强度、耐磨性的要求不断提高。因此，高强中厚板、耐磨钢、防腐钢、大规格矿用圆钢、预应力钢绞线等钢材的需求量将明显增加。如重型刮板运输机所需的耐磨钢、高强度矿用圆钢，先进的井下综掘机设备所需的30CrMnSiTi高强度耐磨铸钢、CrMnMo空冷耐磨钢、矿井提升设备需要的高强度高韧性预应力钢绞线等。

2.3、品种发展趋势分析
煤炭开采用钢材按品种分，主要以型钢、钢丝及钢绞线、钢轨、钢筋等为主。近年来，随着煤炭开采深度的不断增加和矿井安全防护的增强，煤炭开采所需钢材向高强度化方向发展。突出表现在支护用钢筋、矿用型钢和棒材强度提高，矿用钢丝绳的质量性能要求也在提高。
分类型分析介绍如下：

1）钢丝绳
煤炭行业是我国钢丝绳产品的最大用户之一。
主提升绳以三角股和线接触为主，每年用量约为8-10万t，其他辅助用钢绳一般为线接触和点接触钢绳，每年用量约为15-20万t左右。所需钢材的材质为65#、70#、72A、77B、80#、82B等，规格为Ø6.5mm、Ø8.0mm、Ø10.0mm线材等，年需求量大约20-30万t。
钢丝绳的使用正向高强度、高韧性、超长超重方向发展，因此要求钢铁企业从原材料方面提高线材的质量，包括提高钢质的纯净度，降低夹杂物的品种和数量，减少氧化和脱碳，提高索氏体化率和组织的均匀性。
由于国产钢丝绳在使用寿命和质量性能等方面较国外重点产品还有一定差距，尤其是1770MPa级别以上的钢丝绳，国产的延伸率不稳定。这对我国钢丝绳及其原材料高碳钢线材提出了更高的要求。

2）矿用U型钢
主要是矿用U型钢，主要规格为25#、29#等。

3）钢管
煤炭行业用钢主要是生产支柱用钢和煤机用钢。其中，单体液压支柱管、液压支架管、采煤机械及皮带运输机托辊管、煤矿排水管、通风管、煤层气开采、煤化工用管等都是使用钢管为材料，按煤炭行业用钢量推算，钢管约占20%。2012年用量约300万t。单从煤炭行业用管来看，无论从品种、规格国内完全能满足需求。

4）钢轨
轻轨用作井下运输轨道。重轨主要规格是38kg/m、42kg/m和50kg/m，用于矿井外铁路线。

5）板材
主要是中厚板材，大多用于煤炭机械制造。中厚板产品规格范围为：12-60mm，以20mm、25mm、30mm厚度为主。

6）锚杆
锚杆支护是一种快速、安全、经济的巷道支护方式，支护成本比金属棚式支护低30%，已经成为我国煤炭支护的主要形式之一，锚杆支护年消耗各种钢材230多万t。国产锚杆钢以MG335为主，少量MG500、MG600级别。

7）煤机用钢
刮板运输机：圆环链是刮板链的主要零件，工作时要承受较大的张力，并与溜槽相互摩擦。对链材料的主要要求为高强度和耐磨损，其材料一般为优质合金钢经编链形成。矿用圆钢要符合原煤炭部MT36-80标准和GBT1278-91矿用高强度圆环链B级、C级、D级国家标准。圆环规格用“棒材直径×链环节距”表示。常用规格有Ø14×50、Ø18×64、Ø22×86、Ø26×92、Ø48×152等，目前年消耗矿用圆钢3万t左右。
刮板是刮板链的另一主要零件，由27SiMn、40Mn2等方坯锻造的异型工字钢制成。刮板间距1m左右，是刮板运输机的易损件，年消耗27SiMn、40Mn2等方坯6万t左右。
溜槽是刮板运输机机身的主体，是货载及刮板链的支撑机构，主要由10-40mm的Q345中厚板焊接而成。目前年消耗中厚板18万t左右，今后对材料的耐磨性要求提高。
矿车和钢轨：矿车是煤矿运输设备中用量最大的一种设备。它广泛用于地面轨道运输系统、井下大巷电机车组以及中小斜井井筒串车提运、上下山轨道运输和工作面的顺槽辅助运输等。预计全国煤炭行业矿车用钢量和钢轨的用钢消耗量应在30万t左右。

2.4、国内供应分析
煤炭开采用钢材大部分产品国内均能满足。但在某些规格和产品方面还有待进一步研发和应用。例如：煤制油领域耐热钢管和不锈钢管其中不少规格国内目前尚待开发；抗拉强度在70kg和80kg级别的钢板（Q690及以上级别）的液压支架的顶梁、掩护梁、底座等结构部位；重型刮板运输机所需的耐磨钢、高强度矿用圆钢，先进的井下综掘设备所需的30CrMnSiTi高强度耐磨铸钢、CrMnMo空冷耐磨钢、矿井提升设备需要的高强度高韧性预应力钢绞线等；大型炼焦设备、大型煤液化容器，大型煤气化炉等需要的大量耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐磨损的钢材。

2.5、重点钢材品种发展建议
根据煤炭行业用钢发展趋势，大力开发高强、耐磨、耐腐蚀钢材。

1）钢管
大力开发煤化工用的合金钢、不锈钢管，煤地下气化（CUG）、煤制油等，满足耐高温、耐高压、耐腐蚀要求。拓展耐热钢管和不锈钢管规格。

2）钢丝绳用钢
由于国产钢丝绳在使用寿命和质量性能等方面较国外重点产品还有一定差距，需要提高钢质的纯净度，降低夹杂物的品种和数量，减少氧化和脱碳，提高索氏体化率和组织的均匀性。

3）高强度、高性能中厚板
大力开发抗拉强度在70kg和80kg级别的钢板（Q690及以上级别），使用于液压支架的顶梁、掩护梁、底座等结构部位。

4）锚杆钢
应加大对MG500、MG600级别的研发和应用。

3、结论
在未来的长时间内，煤炭行业的发展仍将会带动钢材需求量的增长，煤炭产业政策的实施和煤炭行业的技术进步，都将会拉动用钢需求量的增长。
随着煤炭开采深度的增加，以及矿井安全防护的增强，煤炭开采所需钢材向高强度化方向发展。煤炭机械也正朝着大功率、高性能方向发展，对钢材强度、耐磨性的要求不断提高。另外，洁净煤技术的推广，使得煤的焦化、液化等二次转化设备也得到迅速发展，需要开发研制大型炼焦设备、大型煤液化容器，会应用到大量耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐磨损的钢材。

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