煤炭行業(yè)發(fā)展及鋼材需求分析

我國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量占世界煤炭?jī)?chǔ)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(guó)一次性能源結(jié)構(gòu)中處于絕對(duì)主要位置,。“十二五”期間煤炭工業(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(jí)。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(chǎng),。

1、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1.1,、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1,、煤炭是我國(guó)的主體能源
目前,，煤炭在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中占70%左右,。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年全國(guó)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(guó)煤炭資源保障程度
截至2012年底,，全國(guó)煤炭查明資源儲(chǔ)量1.4萬億t（國(guó)土資源部數(shù)據(jù)）,。2010年評(píng)價(jià)了42個(gè)含煤盆地（群），儲(chǔ)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(guó)煤炭工業(yè)的突出問題
1）資源支撐難以為繼：我國(guó)煤炭人均可采儲(chǔ)量少，僅為世界的三分之二,；開發(fā)規(guī)模大，儲(chǔ)采比不足世界平均水平的三分之一,。
2）生產(chǎn)與消費(fèi)布局矛盾加劇：東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?jī)粽{(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(dòng)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(shì)
主要趨勢(shì)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(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),，我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)
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(guó)煤礦采煤機(jī)械化程度，推進(jìn)煤礦重大裝備國(guó)產(chǎn)化
相關(guān)規(guī)劃提出,，“十二五”期間全國(guó)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(jí)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(dòng)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(guó)產(chǎn)化研制,。重大事故快速搶險(xiǎn)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(guó)煤炭礦井建設(shè)情況和煤炭生產(chǎn)量推測(cè)，2012年全國(guó)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(shì)分析

2.2.1,、煤炭用鋼量將持續(xù)增大
在未來的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),，煤炭在我國(guó)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(huì)帶動(dòng)鋼材需求量的增長(zhǎng),，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(huì)拉動(dòng)用鋼需求量的增長(zhǎng)。

2.2.2、對(duì)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(duì)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(guó)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(jí)別的鋼板（Q690及以上級(jí)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(jí)別的鋼板還將大量使用，目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)舞陽(yáng)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(duì)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(shì)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(guó)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(zhǎng)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(guó)產(chǎn)鋼絲繩在使用壽命和質(zhì)量性能等方面較國(guó)外重點(diǎn)產(chǎn)品還有一定差距，尤其是1770MPa級(jí)別以上的鋼絲繩,，國(guó)產(chǎn)的延伸率不穩(wěn)定。這對(duì)我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)錨桿鋼以MG335為主,，少量MG500、MG600級(jí)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?，工作時(shí)要承受較大的張力，并與溜槽相互摩擦,。對(duì)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(jí),、C級(jí),、D級(jí)國(guó)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(duì)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)?。預(yù)計(jì)全國(guó)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(guó)內(nèi)供應(yīng)分析
煤炭開采用鋼材大部分產(chǎn)品國(guó)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(guó)內(nèi)目前尚待開發(fā)；抗拉強(qiáng)度在70kg和80kg級(jí)別的鋼板（Q690及以上級(jí)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(shì),，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(guó)產(chǎn)鋼絲繩在使用壽命和質(zhì)量性能等方面較國(guó)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(jí)別的鋼板（Q690及以上級(jí)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(duì)MG500,、MG600級(jí)別的研發(fā)和應(yīng)用。

3,、結(jié)論
在未來的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),，煤炭行業(yè)的發(fā)展仍將會(huì)帶動(dòng)鋼材需求量的增長(zhǎng)，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(huì)拉動(dòng)用鋼需求量的增長(zhǎng),。
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(duì)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(huì)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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