煤炭开采和洗选业

中介洗选法、跳汰洗选法，工艺大概相同，中介洗选法是把煤和介质粉按比例混合经过磁选机选然后低于0.5毫米的沫煤经过浮选机浮选。跳汰法是煤和水一起进入跳汰机中进行矸石、中煤和精煤分离，然后低于0.5毫米的沫煤经过浮选机浮选。

　煤中的灰分、硫、磷等都是有害杂质，所以尽量除掉这些杂质，这对提高煤炭的使用价值有着很重要的意义。除掉杂质的有效方法就是选煤。炼焦用煤必须经过洗选加工，这一点人们已经有了比较全面的认识。但是，动力用煤洗选的必要性，则还没有广泛地被大数人所认识。一、选煤是煤炭工业的重要环节从矿井或露天矿采出的煤炭中，总是含有一定数量的矸石。因为在采煤过程中，煤层内的夹矸和破碎后的顶、底板岩石常常混入煤中；加之不同煤层的厚度（其中所含夹石层厚度）、层数、顶、底板岩石的性质以及操作方法等各不相同，使矸石以较大的幅度波动，并随机地混入煤中，导致矿井或露天矿的原煤灰分也发生很大的波动；特别是随着煤炭工业的现代化，机组采煤很难实行煤、岩分采，也不可能在工作面上拣矸，必然引起原煤质量的下降；为了充分利用能源，低质煤也在逐步扩大开采。所以，井口原煤，只能是一种半成品。譬如，辽宁省几个露天煤矿的纯煤灰分都较低，10.5~17.47%,当使用单斗电铲开采时，煤炭的平均含矸率就达24.5~44%,入厂井口原煤灰分高达27.10~41.9%(见表6-1-1)。在露天矿的实际生产中，还有一部分含煤率特别低的（一般低于20%）煤矸，这部分煤矸翻到排土线，可用大量的人工拣出其中的一部分煤炭。如果全部或大部将其送到洗煤厂洗选，则露天矿选前原煤灰分和含矸率将远远超过表6-1-1的数字。因此我们认为，用电铲勺斗开出的露天矿原煤都是煤和矸石按不同比便的混合物，不能做为成品销售对质量有一定要求的用煤单位。露天矿如此，那么矿井生产的井口原煤究竟怎样？字宁从矿井采出的煤炭一般含有15~40%的矸石。其纯煤灰分虽然为7~25%，但由于混入大量的外在灰分，故原煤灰分在13~50%左右。　由于在露天矿、矿井原煤中混入了大量的矸石，所以它只能算作半成品，这种半成品虽然可以利用，但随着煤利用技术的发展和用户对煤质要求的提高，必须相应有尽地改变这种状态，发展选煤就是改变这种状态的重要措施。选煤工艺越完善，产品质量越高，降低灰分的幅度也大，损失于尾矿中的资源也少。表6-1-2简要地列出了1978年辽宁省一些动力煤洗煤厂，由于采用不同的洗选深度，入厂原煤灰分和商品煤灰分两者之间的关系。洗选深度的选择，虽然取决于原煤的基本特性和对产品质量的要求，但总的是洗选深度愈小，灰分降低的愈多。二、选煤可以大幅度地减少铁路运输量煤炭在铁路的货运量中所占的比重最大。煤的灰分高，就等于让火车带着大量矸石去“旅行”。一九七八年辽宁省入选毛煤3280万吨，共洗选出矸石910万吨，按全省销售煤平均运距250公里计算，则每年要减少23亿吨公里的无效运输，从一个省来看是这样，就全国来说那就更加显示出选煤的重要意义了。假设每年有四亿吨煤炭要经过铁路运输，只要煤的灰分增加1%，每年大约就得多装600万吨矸石，需要12万多节载重量50吨的车厢，足见选煤对减少铁路运输量是何等的重要。三、选煤可以使资源获得合理利用在现代工业中，煤炭的用途和利用方式多种多样，因而对煤炭质量规格的要求也是多样化的。钢铁工业离不开肯有粘结性的炼焦煤，但是锅炉却不喜欢用强粘结性的煤炭，因为烧这种煤时，排碴困难。同样是动力或取暖锅炉，由于其炉型不同，对煤岩的要求也不一样。层状燃烧的锅炉，希望使用块煤，而大型电厂的煤粉锅炉，却要用粉煤。无烟煤起火慢，火焰短，动力锅炉不适用，但却是生产化肥的造气原料，还可以用于高炉喷吹，以节约焦炭。市场用煤，也有不同要求，炊事单位适合烧无烟块煤，家庭则喜欢烧无烟的蜂窝煤等等。煤炭品种不对路是极大的浪费，反之，产销对路则是很大的节约。例如，机车锅炉具有通风强而烟囱短的特点，故燃烧原煤或末煤都会从机车烟囱中喷出和从炉篦漏下大量未燃烧的煤粉。据铁路机力部门介绍，送入机车锅炉中的粉煤，要有40%损失掉。假如某铁路局一年用煤量200万吨，按照烧块煤矿比烧原煤能节约10%计算，全用块煤时，就可以比全用原煤节约20万吨煤炭。大型电厂恰好相反，它要求先把煤炭磨得很细，再喷入锅炉。电厂如使用原煤和块煤，就必须增加制备煤粉的成本和电耗。各类用户虽然对煤的牌号和品种都有不同的要求，但普遍要求灰分要低，因为燃烧灰分较低的煤炭，不仅可以降低生产成本，而且可以提高锅炉的燃烧效率。以锅炉用煤量为每年300万吨的某系统为例，该系统以前使用灰分为39%的煤炭，现在使用经过分选灰分降至20.6%（下降18.4%）的煤炭；如果按煤炭灰分每降低1%，可使锅炉效率提高0.5%计算，由于煤质的提高，该系统可以节约燃料9.2%，即一年节约煤炭28万吨。综上所述，原煤经过洗选加工可以使资源获得合理利用。

水和煤之间的关系是密不可分的。

原因有以下几点:首先,煤炭的储藏位置在地下,煤炭开采必然对地下水造成一定的影响。 其次,煤炭开采过程中还伴随着矿坑的排水,矿坑水的利用是煤炭开采过程中的一个副效应。 第三,煤炭开采链条中不同环节的用水都会对水资源和水环境造成影响。 煤炭开采过程直接破坏了地下水含水层结构,改变了地下水含水层的补给、径流、排泄方式,影响了地下水含水层的水循环条件同时,煤炭开采过程中在采空区上覆岩层及其周边区域形成了垮落带、断裂带和弯曲带,引起土地塌陷和土壤沙化,改变了区域下垫面条件,影响了地表水入渗、产流过程以及地表水与地下水的交换条件,从而对区域的水循环条件产生了重大影响。 此外,不间断、大规模采煤引起的地面塌陷、地下水漏斗以及水污染等,对区域水资源造成极大的破坏。

煤炭行业主要上市公司：目前国内煤炭行业的上市公司主要有兖矿能源(600188)、中国神华(601088)、晋控煤业(601001)、陕西煤业(601225)、山西焦煤(000983)、中煤能源(601898)、华阳股份(600348)、山煤国际(600546)等。

本文核心数据：产量、销量、市场规模、市场份额、规模预测

行业概况

1、定义

煤炭是指植物有机质伴随地球地壳运动，经堆积、沉积、压实等过程，在高温高压条件下发生缓慢碳化反应所形成的黑色或棕黑色具有可燃性矿石，其主要成分为碳、氢、氧、氮、硫等。煤炭是冶金、煤炭、医药、建材等领域主要原材料，是供热、发电等领域主要燃料。

煤炭行业指从事煤炭开采、洗选、分级生产活动的行业。国内煤炭资源主要集中在西部地区，山西、内蒙等地煤炭产量对全国煤炭总供给的影响显著。

按照煤炭的属性和用途，主要分为三大类：无烟煤、烟煤以及褐煤。

2、产业链剖析：大型能源集团前向一体化布局，下游主要应用于四大行业

煤炭行业产业链上游为设备和系统，主要包括采掘机、掘进机等生产设备以及相关的智能化系统中游为煤炭开采和洗选，主要煤种有褐煤、烟煤、无烟煤等下游为应用领域，主要包含电力行业、钢铁行业、化工行业以及建材行业四大类行业。

从参与企业来看，上游包含华科电气、双环、圣亚机械等设备制造商中游包括国家能源、阳泉煤业、兖州煤业等企业，大型能源集团亦布局上游相关设备制造下游包括国家电投、山东钢铁等应用行业相关企业。

行业发展历程：目前处于高质量发展期

我国煤炭的有序发展可追溯至计划经济时期，建国后由国家规划发展，后随着改革开放的深入以及市场经济的转型，我国煤炭行业逐渐实现市场化。近年来，我国煤炭行业基于能源转型的需求，迈入高质量发展阶段。

行业政策背景：鼓励智能化与清洁化发展

2021年以来，国务院、国家发改委、能源局、矿山安全监察局等多部门陆续印发了支持、规范煤炭行业的发展政策，内容涉及煤炭行业历年的发展目标、煤炭开采的安全性建设、煤炭的清洁与智能化利用等方面：

2021年6月，煤炭工业协会发布《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》，配套颁布《煤炭工业“十四五”标准化发展指导意见》、《煤炭工业“十四五”地质勘查指导意见》、《煤炭工业“十四五”基本建设的指导意见》等13个文件。

产业发展现状

1、我国煤炭行业规上企业数量逐年精简

依据历年《中国统计年鉴》的数据来看，2013-2020年，中国煤炭行业规上企业数量呈下降趋势。行业主题数量规模逐年精简，到2020年，煤炭行业的规上企业数量下降至4331个。

2、我国煤炭行业供需缺口近年来有所缩小

依据国家统计局数据，2001-2020年，我国原煤的产量整体呈上升趋势。2016年我国原煤产量下降至近十年最低点，为34.1亿吨，主要由于煤炭行业进行结构转型升级。2020年，我国原煤产量为39.0亿吨，基本接近顶峰时期的产量。从我国煤炭的消费量来看，2001-2020年，我国煤炭消费量呈上升趋势。2020年，我国煤炭消费量为40.4亿吨，同比上升0.5%。整体来看，近十年我国煤炭消费量稳定在40亿吨左右水平。

近年来，我国煤炭的供需缺口正在逐渐的缩小。

3、我国煤炭市场规模呈波动态势

2021年3月，中国煤炭工业协会发布《2020煤炭行业发展年度报告》，报告中披露我国煤炭行业规上企业的营收情况。具体来看，2015-2020年，我国煤炭行业规上企业的营收保持在2万亿以上的水平，但整体呈下降趋势。主要是由于我国近几年能源结构转型所致。2020年，我国煤炭行业规上企业的营收为20002亿元。

行业竞争格局

1、区域竞争：资源富足区生产企业集聚

从我国煤炭产业链生产企业区域分布来看，煤炭产业链中游生产企业主要分布在山西、贵州和内蒙古地区，贵州。山西和内蒙古是我国煤矿资源丰富的省市，贵州是南方地区多煤的大省。我国煤炭行业相关企业的分布与资源分布情况一致。

注：颜色越深代表相关企业数量越多。

从上市公司的区域分布来看，企业的分布数量基本与我国煤矿资源的分布一致，以贵州、内蒙古、山西、陕西等地区企业数量为最。从上市企业情况来看，山西省的上市企业数量相对较多，有山煤国际(600546)、晋控煤业(601001)、华阳股份(600348)、潞安环能(601699)、兰花科创(600123)、山西焦煤(000983)等上市企业北京含有昊华能源(601101)、中煤能源(601898)、中国神华(601088)等龙头上市企业。

2、企业竞争：中国神华在产量与市占率方面位列第一

从产量的分布来看，2020年中国神华的产量占比达到7.5%，是国内相关上市企业中产量前列的龙头企业。陕西煤业和兖矿能源的占比均在3%以上。

注：占比依据企业煤炭业务产量占全国煤炭产量的比重而得。

从市场份额来看，中国神华占比为6.9%，排名前列，中煤能源以5.7%的份额排名第二。

注：市场份额依据企业煤炭业务收入占全国规上煤炭企业收入的比重而得。

行业发展前景及趋势预测

1、智能化、“绿色低碳”转型，优质产能释放

从我国煤炭行业“两化融合”的文献数量来看，智能化占比超过1/3，且随着政策的重视程度提高，各大生产地均在布局智能化工作面。另外，目前我国煤炭行业处于高质量发展期，响应“3060”双碳政策的号召，煤炭行业逐渐向“绿色低碳”转型，带动优质产能发展，淘汰劣质产能。再者，近年来相关部门研究建立“基准价+上下浮动”的煤炭市场价格长效机制，我国煤炭售价弹性或逐渐趋弱。

2、未来煤炭规模有望接近21500亿元

依据《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》，我国未来煤炭消费增长率保持在1%左右，另鉴于中短期煤炭作为电力、钢铁、建材以及化工等行业不可替代的燃料和原材料，预计到2027年，我国煤炭行业的市场规模接近21500亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选，主要的物理分选方法有①重力选煤，包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤

等。②电磁选，利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选，这种方法在选煤实际生产中没有应用。 是用某些自养性和异养性微生物，直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫，达到脱硫的目的。

物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术，一般可有效脱除煤中无机硫（黄铁矿硫），化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。工业化生产中常用的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法，此外干法选煤近几年发展也很快。