煤炭行業(yè)發(fā)展及鋼材需求分析

我國已探明的煤炭儲量占世界煤炭儲量的33.8%,，可采量位居第二,，產(chǎn)量位居世界第一位。煤炭在我國一次性能源結(jié)構(gòu)中處于絕對主要位置?！笆濉逼陂g煤炭工業(yè)加快高產(chǎn)高效大型產(chǎn)業(yè)化礦井建設(shè)，提高煤炭重大裝備研發(fā)和制造能力,，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)升級,。大型煤炭基地加快現(xiàn)代化建設(shè)，為煤炭用剛的發(fā)展提供了廣闊的市場,。

1,、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.1、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1,、煤炭是我國的主體能源
目前,，煤炭在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占70%左右。中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,，2013年全國煤炭產(chǎn)量完成37億t左右,，煤炭消費(fèi)量36.1億t左右。從降能耗強(qiáng)度來講,，煤炭行業(yè)首當(dāng)其沖,。

1.1.2、我國煤炭資源保障程度
截至2012年底,，全國煤炭查明資源儲量1.4萬億t（國土資源部數(shù)據(jù)）,。2010年評價了42個含煤盆地（群），儲采比為310年,。煤炭人均占有量為世界平均水平的70.9%,。

1.1.3、我國煤炭工業(yè)的突出問題
1）資源支撐難以為繼：我國煤炭人均可采儲量少,，僅為世界的三分之二,；開發(fā)規(guī)模大，儲采比不足世界平均水平的三分之一,。
2）生產(chǎn)與消費(fèi)布局矛盾加?。簴|部煤炭資源日漸枯竭，產(chǎn)量萎縮,；中部受資源與環(huán)境約束的矛盾加劇,，煤炭凈調(diào)入省增加；資源開發(fā)加速向生態(tài)環(huán)境脆弱的西部轉(zhuǎn)移,，不得不過早動用戰(zhàn)略后備資源,。北煤南運(yùn)、西煤東調(diào)的壓力增大，煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸成本上升,。

1.2,、發(fā)展趨勢
主要趨勢分析如下：
1.2.1、煤炭消費(fèi)量還將持續(xù)增加,，但是在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重將明顯下降
在未來相當(dāng)長的時期內(nèi),，我國仍將是以煤為主的能源結(jié)構(gòu)。煤炭消費(fèi)量還將持續(xù)增加,，但是在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重將明顯下降,。2015年全國煤炭產(chǎn)量控制在39億t左右?！笆濉逼陂g,，煤炭消費(fèi)比重降低到65%左右。近年煤炭產(chǎn)量見圖1,。

1.2.2、全國煤炭開發(fā)將大力發(fā)展西部,，而控制東部,，穩(wěn)定中部
全國煤炭開發(fā)總體布局是控制東部、穩(wěn)定中部,、發(fā)展西部,。到2015年，東部（含東北）煤炭產(chǎn)量4.6億t,，占全國的12%,，其中黑龍江、山東產(chǎn)量保持穩(wěn)定,，其他?。ㄊ校┫陆担恢胁棵禾慨a(chǎn)量13.5億t,，占全國的35%,，其中山西產(chǎn)量增加，河南,、安徽產(chǎn)量保持穩(wěn)定,，其它省下降；西部煤炭產(chǎn)量20.9億t,，占全國的53%,，其中內(nèi)蒙古、陜西,、新疆,、寧夏和甘肅產(chǎn)量增加，貴州、云南產(chǎn)量略有增加,，重慶和四川產(chǎn)量下降,。
加快陜北、黃隴,、神東,、蒙東、寧東,、新疆等煤炭基地建設(shè),，優(yōu)化開發(fā)晉北、晉中,、晉東,、河南、兩淮和云貴煤炭基地資源,，控制冀中,、魯西煤炭基地開發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度。

1.2.3,、煤炭開采和洗選業(yè)固定投資規(guī)模將持續(xù)增長
根據(jù)相關(guān)規(guī)劃,，在煤礦建設(shè)方面，“十二五”新開工建設(shè)規(guī)模7.4億t/年,，建成投產(chǎn)規(guī)模7.5億t/年,。但隨著生產(chǎn)與消費(fèi)布局矛盾加劇，以及開采難度的增加,，煤炭生產(chǎn)和運(yùn)輸成本上升,，導(dǎo)致開采和洗選業(yè)等固定投資不斷增加。

1.2.4,、推進(jìn)瓦斯抽采利用,，促進(jìn)煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
健全體制機(jī)制，推進(jìn)采煤采氣一體化開發(fā),。加大煤層氣（煤礦瓦斯）勘探開發(fā)利用力度,，遏制煤礦瓦斯事故，增加清潔能源供應(yīng),，減少溫室氣體排放,。

1.2.5、提高全國煤礦采煤機(jī)械化程度,，推進(jìn)煤礦重大裝備國產(chǎn)化
相關(guān)規(guī)劃提出,，“十二五”期間全國煤礦采煤機(jī)械化程度要達(dá)到75%以上。
重點(diǎn)開展年產(chǎn)千萬噸級綜采成套裝備,、薄煤層機(jī)械化開采裝備,、短壁綜采裝備,、煤巷快速掘進(jìn)與支護(hù)成套裝備、礦井新型輔助運(yùn)輸裝備,、礦井信息網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng),，以及關(guān)鍵元部件的研制及示范應(yīng)用。開展大型現(xiàn)代化露天煤礦半連續(xù)工藝關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化研制,。重大事故快速搶險與應(yīng)急處置技術(shù)及大型裝備的研制,。

2、煤炭行業(yè)鋼材品種消費(fèi)分析

2.1,、鋼材消費(fèi)數(shù)量和品種分析
煤炭行業(yè)消費(fèi)的鋼材中,，煤礦生產(chǎn)過程中消耗的鋼材量較大，消耗的鋼材主要是礦用U型鋼,、礦用工字鋼,、金屬錨網(wǎng)、錨桿鋼等鋼材品種,。在礦井正常生產(chǎn)過程中,，消費(fèi)的鋼材主要是支護(hù)用礦用U型鋼、錨桿鋼,、金屬網(wǎng),、鋼絲繩、鋼絞線等消耗類鋼材品種,。
不同礦井生產(chǎn)萬噸煤炭消耗鋼材約7-13t。根據(jù)我國煤炭礦井建設(shè)情況和煤炭生產(chǎn)量推測,，2012年全國煤炭行業(yè)消費(fèi)鋼材約260萬t,。

2.2、煤炭行業(yè)鋼材消費(fèi)趨勢分析

2.2.1,、煤炭用鋼量將持續(xù)增大
在未來的長時間內(nèi),，煤炭在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，仍然占主導(dǎo)地位,。煤炭行業(yè)的發(fā)展仍將會帶動鋼材需求量的增長,，煤炭產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施和煤炭行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，都將會拉動用鋼需求量的增長,。

2.2.2,、對鋼管提出了新的要求
煤炭用鋼管的數(shù)量比較大，用于輸氣管線和煤炭開采用,，例如豎井用的圓形和方矩形管,、單體液壓支柱管、液壓支架管,、采煤機(jī)械及皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥管,、煤礦排水和通風(fēng)管等。
煤炭業(yè)對鋼管提出了新的要求。例如煤化工用的合金鋼,、不銹鋼管,，煤地下氣化、煤制油等新技術(shù),，要求耐高溫,、耐高壓、耐腐蝕的鋼管,。例如煤氣化向中高壓（8.5MPa）和高溫（1500-1600℃）方向發(fā)展,，這是合金鋼和不銹鋼管的研制范疇。在這方面,，鋼管用量也很可觀,，例如煤制油領(lǐng)域，建一條生產(chǎn)100萬t油品生產(chǎn)線,，約需一般碳鋼管0.9萬t,，耐熱鋼管和不銹鋼管0.1萬t，其中不少規(guī)格國內(nèi)目前尚待開發(fā),。

2.2.3,、高強(qiáng)度、高性能的中厚板需求量增加
隨著采煤綜合機(jī)械化程度的不斷提高,，液壓支架的發(fā)展速度較快,，液壓支架所承受的壓力增大，強(qiáng)度逐漸提高,，抗拉強(qiáng)度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別）大量使用于液壓支架的頂梁,、掩護(hù)梁、底座等結(jié)構(gòu)部位,。近年來,，煤機(jī)廠大量使用超低碳貝氏體鋼高強(qiáng)中板取代Q345中板，總的使用量已經(jīng)占總量的50%左右以上,。今后高強(qiáng)度級別的鋼板還將大量使用,，目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)舞陽鋼廠、鞍鋼,、武鋼等企業(yè)可以生產(chǎn)超低碳貝氏體鋼HQ685DB厚板和HQ785DB厚板,，分別應(yīng)用于煤礦液壓支架的關(guān)鍵部位。

2.2.4,、煤機(jī)用鋼新需求
隨著機(jī)械開采率的不斷提高,、安全保障設(shè)施的不斷增加，煤炭機(jī)械正向大功率,、高性能方向發(fā)展,，對鋼材強(qiáng)度,、耐磨性的要求不斷提高。因此,，高強(qiáng)中厚板,、耐磨鋼、防腐鋼,、大規(guī)格礦用圓鋼,、預(yù)應(yīng)力鋼絞線等鋼材的需求量將明顯增加。如重型刮板運(yùn)輸機(jī)所需的耐磨鋼,、高強(qiáng)度礦用圓鋼,，先進(jìn)的井下綜掘機(jī)設(shè)備所需的30CrMnSiTi高強(qiáng)度耐磨鑄鋼、CrMnMo空冷耐磨鋼,、礦井提升設(shè)備需要的高強(qiáng)度高韌性預(yù)應(yīng)力鋼絞線等,。

2.3、品種發(fā)展趨勢分析
煤炭開采用鋼材按品種分,，主要以型鋼,、鋼絲及鋼絞線、鋼軌,、鋼筋等為主,。近年來，隨著煤炭開采深度的不斷增加和礦井安全防護(hù)的增強(qiáng),，煤炭開采所需鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展,。突出表現(xiàn)在支護(hù)用鋼筋、礦用型鋼和棒材強(qiáng)度提高,，礦用鋼絲繩的質(zhì)量性能要求也在提高,。
分類型分析介紹如下：

1）鋼絲繩
煤炭行業(yè)是我國鋼絲繩產(chǎn)品的最大用戶之一。
主提升繩以三角股和線接觸為主,，每年用量約為8-10萬t，其他輔助用鋼繩一般為線接觸和點(diǎn)接觸鋼繩,，每年用量約為15-20萬t左右,。所需鋼材的材質(zhì)為65#、70#,、72A,、77B、80#,、82B等,，規(guī)格為?6.5mm、?8.0mm,、?10.0mm線材等,，年需求量大約20-30萬t,。
鋼絲繩的使用正向高強(qiáng)度、高韌性,、超長超重方向發(fā)展,，因此要求鋼鐵企業(yè)從原材料方面提高線材的質(zhì)量，包括提高鋼質(zhì)的純凈度,，降低夾雜物的品種和數(shù)量,，減少氧化和脫碳，提高索氏體化率和組織的均勻性,。
由于國產(chǎn)鋼絲繩在使用壽命和質(zhì)量性能等方面較國外重點(diǎn)產(chǎn)品還有一定差距,，尤其是1770MPa級別以上的鋼絲繩，國產(chǎn)的延伸率不穩(wěn)定,。這對我國鋼絲繩及其原材料高碳鋼線材提出了更高的要求,。

2）礦用U型鋼
主要是礦用U型鋼，主要規(guī)格為25#,、29#等,。

3）鋼管
煤炭行業(yè)用鋼主要是生產(chǎn)支柱用鋼和煤機(jī)用鋼。其中,，單體液壓支柱管,、液壓支架管、采煤機(jī)械及皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥管,、煤礦排水管,、通風(fēng)管、煤層氣開采,、煤化工用管等都是使用鋼管為材料,，按煤炭行業(yè)用鋼量推算，鋼管約占20%,。2012年用量約300萬t,。單從煤炭行業(yè)用管來看，無論從品種,、規(guī)格國內(nèi)完全能滿足需求,。

4）鋼軌
輕軌用作井下運(yùn)輸軌道。重軌主要規(guī)格是38kg/m,、42kg/m和50kg/m,，用于礦井外鐵路線。

5）板材
主要是中厚板材,，大多用于煤炭機(jī)械制造,。中厚板產(chǎn)品規(guī)格范圍為：12-60mm，以20mm,、25mm,、30mm厚度為主,。

6）錨桿
錨桿支護(hù)是一種快速、安全,、經(jīng)濟(jì)的巷道支護(hù)方式,，支護(hù)成本比金屬棚式支護(hù)低30%，已經(jīng)成為我國煤炭支護(hù)的主要形式之一,，錨桿支護(hù)年消耗各種鋼材230多萬t,。國產(chǎn)錨桿鋼以MG335為主，少量MG500,、MG600級別,。

7）煤機(jī)用鋼
刮板運(yùn)輸機(jī)：圓環(huán)鏈?zhǔn)枪伟彐湹闹饕慵ぷ鲿r要承受較大的張力,，并與溜槽相互摩擦,。對鏈材料的主要要求為高強(qiáng)度和耐磨損，其材料一般為優(yōu)質(zhì)合金鋼經(jīng)編鏈形成,。礦用圓鋼要符合原煤炭部MT36-80標(biāo)準(zhǔn)和GBT1278-91礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈B級,、C級、D級國家標(biāo)準(zhǔn),。圓環(huán)規(guī)格用“棒材直徑×鏈環(huán)節(jié)距”表示,。常用規(guī)格有?14×50、?18×64,、?22×86,、?26×92、?48×152等,，目前年消耗礦用圓鋼3萬t左右,。
刮板是刮板鏈的另一主要零件，由27SiMn,、40Mn2等方坯鍛造的異型工字鋼制成,。刮板間距1m左右，是刮板運(yùn)輸機(jī)的易損件,，年消耗27SiMn,、40Mn2等方坯6萬t左右。
溜槽是刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)身的主體,，是貨載及刮板鏈的支撐機(jī)構(gòu)，主要由10-40mm的Q345中厚板焊接而成,。目前年消耗中厚板18萬t左右,，今后對材料的耐磨性要求提高。
礦車和鋼軌：礦車是煤礦運(yùn)輸設(shè)備中用量最大的一種設(shè)備,。它廣泛用于地面軌道運(yùn)輸系統(tǒng),、井下大巷電機(jī)車組以及中小斜井井筒串車提運(yùn),、上下山軌道運(yùn)輸和工作面的順槽輔助運(yùn)輸?shù)取ｎA(yù)計全國煤炭行業(yè)礦車用鋼量和鋼軌的用鋼消耗量應(yīng)在30萬t左右,。

2.4,、國內(nèi)供應(yīng)分析
煤炭開采用鋼材大部分產(chǎn)品國內(nèi)均能滿足。但在某些規(guī)格和產(chǎn)品方面還有待進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用,。例如：煤制油領(lǐng)域耐熱鋼管和不銹鋼管其中不少規(guī)格國內(nèi)目前尚待開發(fā),；抗拉強(qiáng)度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別）的液壓支架的頂梁、掩護(hù)梁,、底座等結(jié)構(gòu)部位,；重型刮板運(yùn)輸機(jī)所需的耐磨鋼、高強(qiáng)度礦用圓鋼,，先進(jìn)的井下綜掘設(shè)備所需的30CrMnSiTi高強(qiáng)度耐磨鑄鋼,、CrMnMo空冷耐磨鋼、礦井提升設(shè)備需要的高強(qiáng)度高韌性預(yù)應(yīng)力鋼絞線等,；大型煉焦設(shè)備,、大型煤液化容器，大型煤氣化爐等需要的大量耐高溫,、耐高壓,、耐腐蝕、耐磨損的鋼材,。

2.5,、重點(diǎn)鋼材品種發(fā)展建議
根據(jù)煤炭行業(yè)用鋼發(fā)展趨勢，大力開發(fā)高強(qiáng),、耐磨,、耐腐蝕鋼材。

1）鋼管
大力開發(fā)煤化工用的合金鋼,、不銹鋼管,，煤地下氣化（CUG）、煤制油等,，滿足耐高溫,、耐高壓、耐腐蝕要求,。拓展耐熱鋼管和不銹鋼管規(guī)格,。

2）鋼絲繩用鋼
由于國產(chǎn)鋼絲繩在使用壽命和質(zhì)量性能等方面較國外重點(diǎn)產(chǎn)品還有一定差距，需要提高鋼質(zhì)的純凈度,，降低夾雜物的品種和數(shù)量,，減少氧化和脫碳，提高索氏體化率和組織的均勻性,。

3）高強(qiáng)度,、高性能中厚板
大力開發(fā)抗拉強(qiáng)度在70kg和80kg級別的鋼板（Q690及以上級別）,，使用于液壓支架的頂梁、掩護(hù)梁,、底座等結(jié)構(gòu)部位,。

4）錨桿鋼
應(yīng)加大對MG500、MG600級別的研發(fā)和應(yīng)用,。

3,、結(jié)論
在未來的長時間內(nèi)，煤炭行業(yè)的發(fā)展仍將會帶動鋼材需求量的增長,，煤炭產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施和煤炭行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,，都將會拉動用鋼需求量的增長。
隨著煤炭開采深度的增加,，以及礦井安全防護(hù)的增強(qiáng),，煤炭開采所需鋼材向高強(qiáng)度化方向發(fā)展。煤炭機(jī)械也正朝著大功率,、高性能方向發(fā)展,，對鋼材強(qiáng)度、耐磨性的要求不斷提高,。另外,，潔凈煤技術(shù)的推廣，使得煤的焦化,、液化等二次轉(zhuǎn)化設(shè)備也得到迅速發(fā)展,，需要開發(fā)研制大型煉焦設(shè)備、大型煤液化容器,，會應(yīng)用到大量耐高溫,、耐高壓、耐腐蝕,、耐磨損的鋼材,。

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