为什么煤炭在工业革命很重要

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》。

煤炭行业发展现状：“十一五”期间是煤炭行业结构调整、产业转型的最佳时期。煤炭是中国的基础能源，在一次能源构成中占70%左右。“十一五”规划建议中进一步确立了“煤为基础、多元发展”的基本方略，为中国煤炭行业的兴旺发展奠定了基础。“十一五”期间需要新建煤矿规模3亿吨左右，其中投产2亿吨，转结“十二五”1亿吨。

煤炭行业发展趋势：中国煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势，今后一个较长时期内，中国煤炭行业的发展前景都将非常广阔。

中国煤炭行业发展情况：

我国的煤炭流通企业总量约为10万家，规模偏小。这主要是由于我国煤炭生产与消费企业分布较为分散，行业集中度偏低，为不同规模的煤炭流通服务商提供了生存空间。

国家正大力推动煤炭开采企业的整合，煤炭流通市场也将趋向集中，这将逐步提高煤炭流通企业的市场进入壁垒，小规模煤炭流通企业的生存空间将不断缩减，大规模、跨区域的流通服务商将成为主流。

以上内容参考：百度百科-煤炭行业

我国是世界上发现、利用煤炭最早的国家。1973年，在辽宁省沈阳市北陵附近新石器时代的新乐遗址下层发现了为数不少的精煤制品。其中有：圆泡形饰25件，耳（王当）形饰6件，圆珠15件，和这些煤制品同时出土的还有碎煤精、精煤半成品和煤块97块。这些煤制品，经过前辽宁省煤田地质勘探公司科研所鉴定，“呈弱油脂光泽，均一状结构，硬度、韧性均很大为其特点”，很容易用火柴点燃，燃烧时发出明亮而带黑烟的火焰，并发出一种烧橡皮的气味。经过工业分析和元素分析证明，其原料就是烛煤。这是世界上用煤最早的确凿证据，也是说明我国早在六七千年前就已发现并开始利用煤炭的历史见证。

50年代中期和70年代中期，考古工作者先后在陕西省4处西周墓中出土了煤雕制品，其中，宝鸡市茹家庄一处就出土了200余枚之多。据此可以判断，早在西周时期，作为当时全国政治、经济中心的陕西地区，煤炭已经被开采利用。

战国时期，除继续利用煤炭雕刻生活用品外，还在当时的著作中出现了关于煤的记载。先秦时期的地理著作《山海经》就有3处有关石涅的记载：一处见于该书的《西山经》，“女床之山，其阳多赤铜，其阴多石涅”；另二处见于《中山经》，“岷山之首，曰女几之山，其上多石涅”，“又东一百五十里，曰风雨之山，其上多白金，其下多石涅”。据有关专家考证，女床之山，女几之山，风雨之山，分别位于今陕西凤翔、四川双流、什邡和通江、南江、巴中一带。古今对照，以上各地均有煤炭产出，证明《山海经》的记载基本是对的，同时，说明当时这些地方的煤炭已被发现，而且已积累了一些找煤的初步地质知识。

西汉至魏晋南北朝，出现了一定规模的煤井和相应的采煤技术，煤的用途，不仅用作生产燃料，而且还用于冶铁；不仅能够利用原煤，而且还把粉煤进行成型加工成煤饼，从而提高了煤炭的使用价值。煤的产地不仅在北方，而且在南方，甚至新疆也都有了产煤的记载。同时，煤雕工艺在这时已初步普及。

隋、唐至元代，煤炭开发更为普遍，用途更加广泛，冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料，煤炭成了市场上的主要商品，地位日益重要，人们对煤的认识更加深化。特别应该指出的是，唐代用煤炼焦开始萌芽，到宋代，炼焦技术已臻成熟。1978年秋和1979年冬，山西考古研究所曾在山西省稷山县马村金代砖墓中发掘出大量焦炭。1957年冬至 1958年4月，河北省文化局文物工作队在河北峰峰矿区的砚台镇发掘出3座宋、元时期的炼焦炉遗址。焦炭的出现和炼焦技术的发明，标志着煤炭的加工利用已进入了一个崭新的阶段。

从明朝到清道光20年(1840年)的时间里，当时的封建统治者比较重视煤炭的开发，对发展煤炭生产采取了一些措施，矿业管理政策也发生了某些利于煤业的变化，煤炭行业的各个环节，比以前都有较大的进步。煤炭开发技术得到了发展，形成了丰富多彩的中国古代煤炭科学技术。尽管当时都是手工作业煤窑，但因其开采利用早于其他国家，因此，17世纪以前，中国煤炭技术和管理许多方面都处于世界领先地位，这是值得我们自豪的。但是，日益衰败腐朽的封建制度终于阻碍了古代煤业的继续前进，这就导致了中国近代煤矿的诞生。

(二) 近代煤矿业简史

1840年鸦片战争以后，中国的门户被迫开放，进入了半封建半殖民地社会，开始出现近代航运业和机器工业，需要大量煤炭，而旧式手工煤窑生产已远远不能适应需要，因此，清廷洋务派积极酝酿引进西方先进的采煤技术和设备，于是近代煤矿开始出现。近代煤矿的主要标志，一是资本主义经营方式；二是在提升、通风、排水三个生产环节上使用以蒸汽为动力的提升机、通风机和排水机，其他生产环节仍然靠人力和畜力。这种技术状况差不多一直延续到1949年，其中即或有所变化，也只是局部的、微小的。这是近代煤矿区别于古代手工煤窑和现代机械化矿井的主要技术特征。

我国最早的近代煤矿是台湾的基隆煤矿和河北的开平煤矿。基隆煤矿是清政府两江总督沈葆祯雇用英国煤师开办的，1876年兴建，1878年出煤，年产量约3～5万t，因经营管理不善，投产不久产量就日渐下降，1884年中法战争时，矿井被炸，停止生产。开平煤矿是直隶总督李鸿章1876年命唐廷枢等筹建的，1877年筹办，1881年建成唐山矿，以后又建成林西、西山等矿，到1894年，平均日产达到1 500t，最高日产达2 000t。这期间还先后开办了规模大小不同、寿命长短不一的近代煤矿14个，或官办，或官商合办，或官督商办，都有官僚资本主义性质。因管理不善、资金不足、规模很小，大多数都归于失败。

1894年中日甲午战争之后，中国国势益衰，列强乘势接踵而来，外国资本大量侵入中国煤矿。1898年4月，中德签订的《胶澳租借条约》规定：“德国在山东境内自胶州湾修筑南北两条铁路，铁路沿线两旁各三十华里(15km)以内的矿产，德商有开采权。”此后，英、俄、法、日相继攫得了类似的权利。据不完全统计，从1895～1912年间，帝国主义攫取中国煤矿权的条约、协定和合同共42项(包括其他矿藏)，涉及辽、吉、黑、滇、桂、川、皖、闽、黔、鲁、浙、晋、冀、热、豫、鄂、藏、新等19省。开办了开平、滦州、焦作、孟县、平定州(现平定县)、潞安、泽州、平阳府属煤矿、本溪湖、临城等规模较大的煤矿。外资煤矿的产量占中国当时近代煤矿总产量的83.2%，基本上控制了中国的煤炭工业。帝国主义的侵略激起了中国人民的反抗，从1903年起，掀起了收回矿权运动，1911年达到高潮。中国的爱国绅商，不满利源外流，在人民开展收回矿权的斗争的运动中，集资开办了一批煤矿。官僚买办见开煤矿有利可图，不愿坐失良机，亦想方设法开办煤矿。于是，从1895～1936年中国近代煤矿呈现出发展的趋势。

1937年“七•七”事变后，日本帝国主义侵占了我国的绝大多数煤矿，包括外资经营的，都陆续被其霸占，开采方式完全是掠夺性的。从1931～1945年，日本共霸占我国大小煤矿200多处，掠夺煤炭4.2亿t，被其破坏的煤炭资源不计其数。

抗日战争时期，国民政府资源委员会直辖煤矿29处，还采取资助经费等办法，鼓励私人开办煤矿，共59处，年总产量约为600多万t。在解放区，也办了一些小煤窑，供当地军民作燃料。据战后统计，晋、察、冀边区共有小煤窑473个，日产煤炭共计2 739t。

1945年抗日战争胜利后，日本霸占的煤矿小部分由解放区人民政府接管，大部分被国民党政权接管。解放战争初期，受政治、军事形势多变的影响，有些煤矿几经易手，处于停产或半停产状态。1947年以后，国民政府逐步崩溃，直到1949年新中国诞生，这些煤矿才陆续回到人民政府手中，但已遭到严重的破坏。

(三) 现代煤矿业简史

据不完全统计，新中国建国时，各地人民政府从旧中国共接收了约40个煤矿企业，200处矿井和少数几个露天矿。它们主要分布在东北、华北和华东的山东、安徽两省，除少数几处外，规模都很小，设备简陋，技术落后，加上长期战争的破坏，已是千疮百孔，一片衰微破败的景象。例如，山西大同煤矿9对矿井全部被水淹没，机器设备破坏无遗，井下没有一个完好的工作面，地面没有一间完整的厂房，没有一部机器可以正常运转，没有一条巷道可以正常通车，生产完全停顿；辽宁抚顺煤矿的西露天矿和龙凤矿井已被水淹，基本停产；河南焦作煤矿18个坑口中11个完全破坏，7个仅剩井架，已完全停产；山东淄博、枣庄，山西阳泉等较大的煤矿也是一片废墟。新中国的煤矿业就是在这样一个烂摊子上起步的。

建国伊始的头3年，处于国民经济恢复时期，主要抓了恢复旧中国遗留下来的煤矿生产，并进行必要的改造。

1953年，我国开始了发展经济建设的第一个五年计划，为了保证钢铁基地炼焦用煤，解决华东地区缺煤和逐步改善煤矿布局等的需要，“一五”期间，重点扩建了15个老矿区，同时开始了10个新矿区的建设。煤炭产量从1949年的3 243万t上升到1957年的13 073万t,提高4倍以上。与此同时，为了适应煤矿生产建设的需要，逐步组建了地质勘探、煤矿设计、建井施工等配套的专业队伍。1955年7月又正式成立了煤田地质勘探、设计管理和基本建设三个总局，进一步加强了领导，强化了技术和队伍的培训工作，为以后煤炭工业的协调发展打下了坚实的基础。

“二五”期间，由于“大跃进”的失误，给煤炭工业造成了严重后果。采掘关系失调，巷道和设备失修，煤炭产量大起大落，基本建设浪费很大，不合格的煤田地质报告占60%。后来，经过贯彻“调整、巩固、充实、提高”的方针，生产建设才重新走上正常的轨道。

10年动乱期间，国家经济建设遭到严重破坏，煤炭工业也经历了一场浩劫。72个矿务局相继下放给地方，行之有效的管理制度被废止。

在国家统配煤矿受干扰，煤炭不能满足地方工业和人民生活需要的时候，地方小煤矿自发地有了较大的发展。1971年，全国地、县、队小煤矿的产量比1965年增长了1.35倍。为了使地方小煤矿得以巩固和发展，当时提出了“全党动手，各级办矿，多搞中小，以小为主，由小到大，由土到洋，成群配套，形成矿区，选择重点，建设基地”的40字方针。这些方针，既促进了小煤矿的发展，也为以后乡镇集体煤矿的大发展打下了基础。

为了贯彻“扭转北煤南运”，加快“大三线”建设的决策，从1966年起，陆续集中了全国煤田地质勘探力量的40%，共37支勘探队奔赴江南各省加强地质勘探工作。同时，又从北方抽调主要力量，加强了对西南、西北和江南煤炭新基地的建设工作。1973年，面对煤炭供需矛盾日益突出，而北方煤炭储量大、开采条件好的如山西、山东、河北等省，因缺少力量虽有优势而难以发挥的现实，煤田地质勘探和煤矿基建队伍先后又从江南和西南回师北上。

总之，10年动乱给煤炭工业造成的破坏和损失是严重的。10年间，虽然原煤产量增长了92.2%，建成了720处新矿井。然而，却留下了不少长时间难于消除的后患。不少矿井为要产量，不择手段，重采轻掘，吃厚丢薄，忽视安全工作，留下种种恶果；打乱了地质勘探生产秩序，质量、效率急剧下降，而且“南征北战”延误了建设时间；矿井建设违反程序，忽视技术要求，降低工程质量，简易投产，留下许多后遗症。

党的十一届三中全会以来，我国进入了改革开放、以经济建设为中心的新时期，煤炭工业也逐步走上了健康发展的轨道。首先是恢复和建立了良好的煤炭生产秩序，使采掘关系走向正常，同时大力发展采掘机械，努力改善安全生产条件，实现了稳产调整，到1982年全国原煤产量达到6.66亿t，较好地满足了发展国民经济对煤炭的需求。随着全国改革、开放的深入发展，煤炭行业经过多方面探索，提出了一条发展煤炭工业的新路子。其主要内容包括四项基本要求、实现五个转变和12条具体方针。

英国政府大力开拓海外殖民地，积极实行保护关税制度，为本国工商业寻找海外市场。与此同时，还把从各个渠道聚敛来的财富，绝大部分都用作生产性投资，以转换为再生产的资本。而法国却把资金都用来维持费用浩大的军队和宫廷享乐，西班牙更是把海外贸易盘剥来的巨额财富，用来购买国外廉价的商品，结果冲击了本国的市场。

工业革命是以机器生产代替手工劳动，就是手工工场向大机器工厂的一个飞跃。这个飞跃之所以能够实现，与手工工场的高度发展有着密切的关系，因此，工场手工业的高度发展是工业革命不可缺少的技术前提。此外，英国为追求更多的利润，还以满腔的热情来关注生产的发展，从而刺激了机器的发明和新科学技术的使用。

早在十五世纪，英国半农半工的农村家庭手工业就非常普遍，最初主要是毛纺织业。这种家庭的毛纺织手工业，后来随着农民的贫富分化，而发生了改变。很多家庭手工业者变成了为商人进行原料加工的雇佣劳动者。于是，呢绒商人们逐渐把单独的家庭手工业联系起来，便形成了毛纺织业的手工工场。这种手工工场有分散的和集中的两种形式。

在十六世纪时，分散的手工工场占主要地位。随着圈地运动而使丧失土地的农民日益增多，由大商人所创办的集中的手工工场便逐渐发展起来，达到了雇佣一千名以上工人的规模。到十七世纪时，雇佣几百名工人的手工工场已经非常普遍了。这些手工工场并不限于毛纺织业，在采矿、冶金、制盐、造纸、玻璃、制硝、啤酒等部门，都建立起很大的手工工场。

英国工场手工业的发展，不仅表现为生产规模的扩大，而且还表现为技术上的巨大进步。英国手工工场在生产技术方面的进步，与欧洲大陆上的大量工匠迁居英国有着密切的关系。在中世纪末期，法国与尼德兰等国在手工业技术方面，特别是丝织业技术方面，都比英国进步，拥有很多技术熟练的工匠。但是不断发生宗教战争，迫使许多信奉新教的熟练工匠逃亡到英国避难。

十六世纪末十七世纪初，西班牙镇压尼德兰革命时，也有大批尼德兰工匠逃往英国，从此以后就在英国东部地区定居下来。当时，英国女王伊丽莎白允许这些工匠定居下来，条件是每一户外来工匠必须负责培养一名英国学徒。这些技术熟练的工匠涌入英国后，对于改良和革新英国的手工业技术，起到了很大的促进作用，并且使英国新建了一些过去没有过的工业部门。英国的染织业¸制糖业¸陶瓷业的发达，就是同尼德兰工匠的贡献分不开的。

在十七世纪以后建立和发展起来的各种工业部门中，棉纺织业发展得尤其迅速。十八世纪初，运到英国加工的棉花只有一百万磅，但是，随着国内外市场的扩大，手工工场的生产已经不能满足市场的需要。资本家为了追求越来越多的利润，除了增加工人以扩大生产规模外，迫切希望改革生产技术以提高劳动生产率。

1733年，机械师约翰·凯伊发明飞梭。凯伊发明飞梭以后，一个织布工人可以做过去两个工人的工作，使效率提高了一倍。后来， 凯伊的儿子又加以改进，发明了上下自动的杼箱，使用起来更为方便，织布能力更为提高。由于织布效率提高，出现了极其严重的纱荒。

由于棉纱供应不足，出现了纺与织之间的矛盾。这个矛盾很长时间没有得到解决，有些棉布工厂因缺纱而停产。棉纱价格猛烈上涨，接着纺纱工人的工资也提高了。这种情况，对于追逐利润的资本家来说，是不能忍受的。为了解决棉纱不足的问题，政府也采取了各种措施。1761年，英国“艺术与工业奖励协会”两次悬赏，征求新式纺纱机的发明。

1764年，兰开夏郡内的詹姆士·哈格里夫斯发明了珍妮纺纱机。珍妮纺纱机的发明是棉纺织技术上一个巨大的飞跃，使棉纱的产量迅速提高，引起了纺织业的一系列变化，并且带来了巨大的社会影响。因为棉纱生产成本的减少，也就使布匹的价格随之降低，从而使布匹的需求量增大，这样就需要更多的织布工人。

由于织工工资跟着棉布需求量的增长而提高，就使得原来兼营农业的织工逐渐抛弃农业，成为专靠工资收入的工薪阶层。同时，珍妮机的使用排挤了旧式纺车，使那些买不起珍妮机的原来从事家庭手工业的纺工也放弃农业，到拥有珍妮机的人那里去工作，从而成为雇佣工人。纺工和织工放弃的土地就为农业资本家所收买，小自耕农无力与资本主义大农场竞争，他们逐渐受到排挤而破产之后，也就沦落为农业或者工业中的无产者了。

珍妮纺纱机虽然大大提高了棉纱产量，但纺出的纱不结实，细而易断。由于珍妮机带动的沙锭日益增多，却需要手工来摇转纺轮，这样就使人力越来越难以胜任。于是，便需要在质量和动力方面加以改进。1769年，钟表匠理查德·阿克莱特发明了水力纺纱机。这种机器用水力推动，机器上安装着许多滚轴，旋转很快，纺出的纱质地坚韧。

由于水力纺纱机体积大，又必须设置在可以利用水力的地方，因此，它就不能象旧式纺车或珍妮机那样安装在家庭内，而必须建立厂房，集中工人进行生产。这样，就为工厂制度的确立奠定了基础。1771年，阿克莱特建立了第一个棉纺厂，成为最早使用机器生产的工厂主。水力纺纱机纺出的纱线虽然结实，但是很粗糙。因此，还需要继续进行技术革新，以提高棉纱的质量。

1779年，工人赛米尔·克隆普顿发明了骡机。骡机综合珍妮纺纱机与水力纺纱机的优点，纺出来的棉纱既结实又精细。此外，还提高了纺纱的效率，最初，骡机带动二三十个纱锭，后来随着机器的改进逐渐增加，到十八世纪末，已经有了能够带动四百个纱锭的纺纱机了。自从骡机发明与广泛应用以后，集中从事生产的纺纱工厂迅速增加起来。

棉纱产量的大幅度增加，把织布抛到了后面，于是，纺与织之间又出现新的脱节现象。这种情况下，迫切需要改良织布机。1785年，牧师埃德门特·卡特莱特发明了用水力推动的织布机。但是，这种机器非常呆笨，销路不广。后来，经过拉德克利夫、霍洛克斯等人的改进，这种织布机才日益完善，逐渐推广应用。

1803年，拉德克利夫还发明了一种整布机，霍洛克斯又发明铁制的织布机器。经过改进的自动织布机，比手工织布提高了四十倍的效率。棉纺织业机器的使用又引发了其他行业的连锁反应，不久在采煤、冶金等许多工业部门，都陆续有了机器生产。随着越来越多的工业部门实现了机械化，一个新的课题又摆在人们面前，这就是动力问题。

众所周知，水烧热了之后就膨胀为水蒸汽。事实上，这个道理人们在很早就知道了。约在公元前二世纪末，亚历山大里亚的赫罗，就认识到蒸汽的动力作用。在他的著作中，记载了他曾经制造过一种利用水蒸汽旋转的玩具。文艺复兴时期，达·芬奇尝试过设计一种利用蒸汽开动大炮的图纸。然而，为了工业的目的把蒸汽用来作为动力的试验，则是从近代才开始的。

法国物理学家尼斯·帕旁称得上是第一个蒸汽力的实验者，他于1680年在英国试验成功第一台可以把热能转变为机械能的蒸汽泵。但是，帕旁的发明并没有实际用于工业上。1698年，英国人托玛斯·塞维利发明了利用蒸汽力而制成的抽水机，但是不够坚固，经受不住大量蒸汽的压力，常常破裂。1705年，铁匠托马斯·纽科门在塞维利抽水机的基础上加以改进，制造出了第一台真正可用作动力的蒸汽抽水机。

瓦特在格拉斯哥大学担任制造和修理自然科学仪器的工作时，注意到纽科门式蒸汽机之所以浪费很多热量和时间，是因为汽缸里既要产生蒸汽，又要注入冷水。1765年春，瓦特终于想出解决问题的办法。在安上一个隔离式冷凝器装置后，蒸汽不是在汽缸内冷却凝固，而是让蒸汽通过一个阀门，进入一个单独保持冷却的冷凝器，这样就不需要降低汽缸的温度，真空也能够不断产生。

1769年， 瓦特制成第一台蒸汽机。这一年，瓦特以发明分离冷凝器，获得他在革新纽可门蒸汽机过程中的第一个专利。但这种蒸汽机仍无法克服纽可门蒸汽机只作往返运动的缺点，不能使蒸汽机变成能带动各种工作机的原动机。1781年，瓦特研制出一套齿轮联动装置，可以将活塞的往返直线运动，转变为轮轴的旋转运动，他因此获得了第二个专利。

接着，为了进一步提高效率，增大蒸汽机的动力，瓦特对汽缸本身进行了分析与研究。1782年，瓦特试制出一种带有双向装置的新汽缸，把原来的单向汽缸组装成双向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽，由低压蒸汽改为高压蒸汽，他也因此取得第三个专利。

1784年，经过再次改进的蒸汽机，不仅能够适用于各种机械运动，而且还增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置。1785年，一个使用瓦特蒸汽机的纺纱厂建成。很快，蒸汽机在棉纺织业、毛纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、印刷业、陶瓷业等工业部门，得到了广泛的应用。

瓦特蒸汽机的问世，解决了工业发展中的动力问题。从此以后，只要有煤作为燃料，就可以开动蒸汽机。并且，工厂也是根据需要建立起来，而不再受河流水力的限制。马克思说：“瓦特的伟大天才表现在1784年4月他所取得的专利的说明书中，他没有把自己的蒸汽机说成是一种用于特殊目的的发明，而是把它说成是大工业普遍应用的发动机。”

蒸汽机的发明使机械化生产冲破自然条件的限制，是人类社会进入机械化时代的标志，从而大大加速了工业革命的进程。蒸汽机的广泛利用，出现了发明和使用机器的热潮，促使工业革命轰轰烈烈开展起来。

英国到处建立起大工厂，那些高耸入云的烟囱喷出缕缕烟雾，庞大的厂房发出隆隆的轰鸣，打破了原来中世纪田园生活的恬静。以此为标志，历史跨入一个新的时代，人类社会由此进入了蒸汽时代。

煤炭可以说是近代工业的食粮，如果没有煤，就没有大机器工业的发展，也就没有工业革命。正因为英国的煤炭储藏量非常丰富，所以才支撑着英国工业革命的蓬勃发展。在中世纪，由于烧煤使空气污染，封建统治者严厉禁止采煤。然而，由于工业革命的兴起，英国对于煤炭的需求扩大，煤炭工业迅速发展。1846年，英国煤炭年产量已经达到四千四百万吨，成为欧洲乃至全世界第一大产煤国。

随着工业生产中机器生产逐渐取代手工操作，传统的手工工场无法适应机器生产的需要，为了更好地进行生产管理，提高效率，资本家开始建造厂房，安置机器，雇用工人集中生产，这样，一种新兴的生产组织形式工厂出现了。工厂成为工业化生产的最主要组织形式，发挥着日益重要的作用。

1840年前后，英国大机器生产已基本取代工场手工业，用机器制造机器的机器制造业也建立起来，工业革命基本完成，英国成为世界上第一个工业国家。机器的广泛使用，根本改变了工业的技术面貌，大大提高了劳动生产率。工业革命造成的生产力大发展，使英国出现了空前的繁荣。

纵观煤矿行业，发展智能化是大势所趋。在全国工业制造业智能化的浪潮下，煤炭行业作为我国重要的能源行业，其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。从实施细则陆续出台，可以看出国家和煤炭、科技行业均对煤矿智能化重视程度很高，推进力度很大。

煤矿市场空间巨大，供给产能难以覆盖需求增长。从智能化煤机制造企业的调研情况来看，当前供给端产能跟不上需求的增长，可以预见的是煤机智能化生产制造将迎来一轮爆发性增长期。

将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统。实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全、管理等过程的智能化运转。

智慧煤矿管理系统我以我擅长的可视化管理角度给大家看个案例，通过主观视角去充分理解只会煤矿管理的优势和前景。

搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

整体场景采用航拍建模方式获取，利用飞机或无人机搭载多台传感器，对选煤厂进行拍摄采集，快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理操作，最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息，可以准确地和 GIS 匹配。

和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路，让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游，Hightopo在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。

主厂房设备监控系统通过 3D 效果，1：1 制作 3D 可视化仿真互动模型，并将重介洗煤工艺流程整合融入，将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。

系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据，当点选不同楼层设备时，自动弹出设备多重信息，创建多参数实时在线监测。

数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据，管理人员可通过此功能，进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。

通过 2D 和 3D 无缝融合，搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌（添加絮凝剂）、放水、泵体放水等操作的演示，营造具有真实沉浸感的体验。

压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水，压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工操作，需人工查看并判断压榨程度，工作效率低下，产品水分无法得到保证，存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。

搭建的压滤车间可视化管理系统，通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原，可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开，即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。

实时监测系统内压滤机状态信息，包括松开、压紧、进料等各进程状态，打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管，降低岗位巡检工的劳动强度，方便生产监管。

三维仿真的选矿场景，其中包含：选矿漫游（选矿工艺流程）、全场漫游（场景绕场查看）、浓密机和球磨机的启停动画演示、选矿设备的单独查看。当然也支持定制哦~

选矿工艺动画过程，从矿石破碎到筛分再到磨矿、分级等一系列作业的漫游动画，支持拉近视角近距离监控选矿的每一步作业。

搭建 3D 轻量化大型智慧矿山解决方案，根据矿山现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模，围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。

场景初始化后，界面通过自由视角、固定路线对矿山全场景空间进行巡检式漫游，在路径中展示设备及系统信息，漫游线路的制定着重凸显核心区域或智能化发展区域，为用户呈现矿山整体面貌、重点发展区域及智能化发展成效。

实现交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

针对控制中心页面的建设，运用丰富的可视化图表和动画效果，集成供水、通风、运输、掘锚机运作及井内三维漫游画面，形象的对井下多元应用场景进行详尽的数据解释；可融合智能感知设备数据，实现对矿井的生产环境、工作视角、设备分布、工艺流程、产量走势、巷道划分、设备运行实时状态的真实复现，达到矿井上下透明化管理的目的。

三维立体的巷道监管效果，有利于改善矿山环境及工程实施设计，能将巷道工程变迁情况客观无误的记录和展现。可视化巷道的搭建由点-线-面-单个巷道-多个巷道过渡延伸。点击按键可随意切换工作区视角和井内视角，方便运维人员从不同角度观察到每条巷道的名称、视点位置、设备分布及对应的数据。巷道内部漫游设有前进、倒退等功能，易于实时了解视点位置。此外，增添聚光灯的设计会让巷道整体更加真实，仿佛身临其境。

相较于传统静态模拟图式的通风机房在线监控系统，3D 可视化通风系统能更加生动形象的展现在人眼前，使其内容具有可读性与可控性。两侧 2D 面板数据提供重要运行参数的实时变化和历史趋势查询，提供自定义趋势查看、数据分析、曲线对比等功能，点击场景中的设备可显示设备属性信息。对于超限时状态设备进行及时报警，在短时间内为运维人员提供所需信息要素，提升运维监测效率。

压风自救装备系统在正常生产运作时，可为井下开拓掘进工作的风动工具提供压缩空气动力，满足井下岩石巷道掘进及煤巷支护之需；当发生灾变事故时，工作人员可进入自救装置，打开压气阀进行避灾自救。

将矿井压风系统与 3D 可视化进行有机结合，可对井下用风情况准确掌握。系统将根据设定的井下各指标阈值，自动调整空气压缩机的启动关停、倒机、负荷调控，确保井下恒压供风。健全矿井紧急避险系统的日常维护水平，加强抗灾救灾能力。

为完善瓦斯抽采流程的标准化，可通过可视化系统实现对瓦斯抽采泵、放空管闸阀、管道总闸阀、高低负压闸阀等设备的远程遥控监测。根据井下监测到的抽采泵站工作状态、瓦斯浓度、气体流量、工序能耗等信息通过抽采管路实时上传到监控设备中，提供瓦斯的精准研判，为下一步科学优化抽采设计提供准确分析。

当发现异常测点时，系统将启动自检诊断功能，对危险管段进行迅速定位诊断。在提高瓦斯抽放参数测量的准确性和安全性的同时，还能起到矿井上下全覆盖监测的作用，为矿井“提浓提效、高效抽采、安全生产”奠定基础保障。

通过引擎强大的渲染功能，真实还原采煤机井下运动工况的行进效果，利用可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。设有记忆割煤、滚筒换向、自动往返及故障诊断的联动控制功能，针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据，加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作，由此达成井下少人化作业，加大煤炭资源的开采效率，为采煤机的高效安全生产奠定基础。

针对环境态势、掘采进度、设备运作、工况状态等信息进行高精度实时监测，赋予数据空间属性，使复杂因素可视化。形成一套可被洞察的参考数据，为开采作业监管提供强有力的决策支撑。

随着国家环境保护力度的持续加大及能源消费结构的转型，正倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路，图扑智慧矿山可视化解决方案恰到好处的助力实现低碳循环发展：将各生产线的控制集中于此，各生产环节信息共享、横向协作，辅助运维人员构建自主感知、智能分析、科学决策、集约高效的数字化矿山。

南宋出现焦炭,

元以后大量使用。

西汉是我国最早开采和使用煤的时期。

煤的颜色黝黑，状似石头，因而在古代有“石涅”、“石炭”、“石墨”、“乌金石”、“黑丹”等名称。成书于春秋末战国初（约公元前五世纪）的《山海经·五藏山经》说，“女床之山”、“女几之山”“多石涅”。女床之山在今陕西，女几之山在今四川，说明当时这些地区已经发现了煤，这是我国关于煤的最早记载。

西汉时，我国开始开采煤矿并将煤用作燃料。《史记·外戚世家》记载汉文帝即位那年，即公元前180年，窦太后之弟“窦广国……为其主人入山作炭”。“入山作炭”就是进山采煤。当时还发生了“岸崩”（塌方）事故，“岸下百余人”“尽压杀”，说明采煤的规模已经不小。解放以后，在河南巩县铁生沟和郑州古荥镇等汉代冶铁遗址中，又发现了用于冶炼的煤块以及用煤末掺合粘土、石英制成的煤饼。照一般情况看，煤用作冶炼燃料应该比一般燃料晚，使用煤饼又要比使用煤块晚。可见，西汉使用煤已有较长的时间。

北魏郦道元《水经·河水注》引释氏《西域记》中，有我国古代用煤冶铁的最早记载：“屈茨北二百里，有山。……人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”屈茨即龟兹，在今新疆库车县内，那里冶炼的铁，可供当时新疆一带的36个国家使用，足见采煤冶铁的规模相当可观。

北宋末年，我国开始大规模开采和广泛使用煤。煤已较为普遍地用于冶铁和制瓷的燃料，有的地方煤还代替了柴草，成为城镇居民生活的主要燃料。宋代的煤矿开采，已有了一套比较完整的技术。明代的采煤技术，得到了进一步发展，已出现了排除瓦斯和防止矿井塌陷的措施。

我国是世界上最早开采和使用煤的国家。在欧洲，公元315年才有关于煤的文字记载，比我国的文字记载晚了约800年；英国在公元13世纪才开始采煤，比我国晚了约 1400年。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，

由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。

煤主要含有碳元素，含量达50％～95％，是由有机物和无机物组成的混合物。工业的 燃料动力80％靠煤，化工原料的65％用煤，煤除了作为燃料和冶金工业的重要原料外，经 过不同的加工方法可以得到制取化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等多 种重要化工原料。所以说，煤是“工业的粮食”。

煤分布情况：

自然界赋存的已查明的和推定的富集煤炭的资源。这些资源已证明在经济上有开采价值，或在可预见的时期内有经济价值。据第11届世界能源会议估计，世界煤炭预测储量为13.6万亿吨。据世界能源委员会《世界能源统计评论》公布，1994年未世界煤炭可采储量为10438.6亿吨。其中独联体、美国、中国、澳大利亚、德国、印度、南非、波兰、印尼、加拿大。世界煤炭探明储量中，石炭纪占41.3%，二叠纪占9.9%、白垩纪占16.8%、侏罗纪占8.1%、第三纪占23.6%。

世界煤炭资源的地理分布。世界煤炭储量十分丰富，居各能源之首，约占各种能源总储量的90%，按规模可持续开采300年左右。据第14届世界能源会议资料（1989年），世界煤炭总资源量约为14.3万亿吨，1991年底探明储量10405.29亿吨，其中硬煤略多于褐煤。煤炭资源空间分布特点，地球上含煤层的面积约占陆地面积的15%，全球含煤地层煤炭密度每平方公里地质储量为200万吨。按探明储量世界煤炭资源的储量、密度，北半球高于南半球，特别是高度集中在亚洲、北美洲和欧洲的中纬度地带，合占世界煤炭资源的96%，形成两大煤炭蕴藏带：一是亚欧大陆煤田带，东起我国东北、华北煤田延伸到俄罗斯的库茨巴斯、伯绍拉，哈萨克斯坦的卡拉于达和乌克兰的顿巴斯煤田，波兰和捷克的西里西亚，德国的鲁尔区，再向西越海到英国中部；二是北美洲的中部。而南半球含煤率低，仅澳大利亚、南非和博茨瓦纳发现有较大煤田。世界上已有80多个国家发现煤炭资源，共有大小煤田2370多个。按硬煤经济可采储量计，以中国（占11%）、美国（占23.1%）和俄罗斯最为丰富，次为印度、南非、澳大利亚、波兰、乌克兰、德国等9国共占90%。