2021年煤炭开采及洗选行业市场发展政策环境分析及未来市场发展趋势研究预测
加快经济发展动能转换是我国经济发展转型的重要任务，制造业转型升级是新旧动能转换的重要抓手，对于应对能源环保压力、劳动密集型产业生产效率低下等粗放发展弊病具有重要意义，同时是制造业企业提质、降本、增效的必要路径。智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动环节，具有信息感知、优化决策、精准控制执行等功能的先进生产方式，是制造业转型升级的具体手段之一。
近年来，国家层面对于智能制造给予多层次的政策支持。十九大报告提出，“加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。十九届四中全会决定提出，“建立健全运用互联网、大数据、人工智能等技术手段进行行政管理的制度规则”。习近平总书记在2018年10月31日主持中共中央政治局第九次集体学习时，对“把握数字化、网络化、智能化融合发展契机”作出了重要论述。
1、智能制造是工业、矿业转型升级的具体手段：智能制造可广泛应用于采矿业、制造业等工矿业领域，其中煤炭开采与洗选、金属与非金属矿物采选、机械制造等领域均可以应用智能制造产品以达到提质、降本、增效效果。
根据国家工业信息安全发展研究中心发布的《中国两化融合发展数据地图（2019）》，信息化与工业化融合发展水平是产业智能化水平的评价指标，2019年中国工业领域两化融合发展水平达到55.1，其中采矿业两化融合发展水平为48.8，能源工业、制造业和采掘业从高到低依次排列。
煤炭行业作为我国重要的传统能源行业，是我国国民经济的重要组成部分，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。同时煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、提升煤炭洗选精细及环保水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。
国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出“推广智能工厂，加强智能工厂关键技术和体系方法的应用示范，重点推广生产线重构与动态智能调度、生产装备智能物联和云化数据采集、多维人机协同与互操作系统，鼓励引导企业建设工厂大数据系统、网络化分布式生产设施，引导生产设备网络化、生产数据可视化、生产过程透明化和生产现场无人化。”
2、煤炭开采及洗选行业的发展主旋律之一是进行智能化升级：
（1）“碳中和”目标下，对煤炭行业产生深远影响：
综合国家战略及技术发展，中国实现碳中和的策略整体思路与发达经济体类似，即（A）电力部门深度脱碳；（B）非电力部门深度电气化；（C）终端设备节能提效；（D）碳排放端“绿化”（即采用碳捕捉封存等技术实现碳排放的“回收”）。其中，改变能源结构是实现碳达峰、碳中和目标的主方向。
我国计划在2030年前实现碳达峰，所以预计未来15~20年内，煤炭的产能不会大幅下降，但将逐步进入高质量发展期。对于安全风险大、煤炭资源差、技术落后、高能耗、高排放的矿山及装备也必将被逐步淘汰。预计20年后煤炭产能将进一步下降，对所有从事煤炭生产及服务的企业将是重大冲击，只有拥有高质量的煤炭资源、高精尖的技术、行业头部企业可以继续从事部分煤炭业务。
另外，还需要结合发展碳捕获、利用与封存（CCUS）技术。CCS（碳捕获与封存）技术是稳定大气温室气体浓度的减缓行动组合中的一种选择方案。CCUS技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。
综上，电力部门深度脱碳和非电力部门深度电气化长期来看一定程度抑制煤炭需求，需结合发展碳捕获、利用与封存（CCUS）技术，从节能、减排、植树造林、增加非化石能源的供给量、研发利用储能技术等多方向实现碳达峰及碳中和目标。
（2）中短期来看，煤炭定位为基础能源：碳中和背景下我国煤炭行业在2021~2030年的能源定位仍为基础能源，消费整体趋势预计进入平台期。据《碳中和背景下我国煤炭行业的发展与转型研究》，在我国实现碳中和的道路上，煤炭行业的能源定位将经历基础能源、重要能源、备用能源的三重转变。未来十年，煤炭行业仍将作为国内的基础能源，消费量将进入平台期，预计在此期间煤炭整体消费有望达峰。
碳中和背景下我国煤炭行业发展形势研判分析
煤炭行业重点方向将由去产能转向存量优化。节能减排、能源调结构是我国经济高质量发展的长期目标。据统计，2017年二氧化碳排放量68.63亿吨，其中70.5%来自煤炭，表明煤炭贡献主要二氧化碳排放，深化煤炭行业供给侧改革是节能减排的重要手段。2020年8月出台《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》（征求意见稿）中计划到“十四五”末煤炭产量控制在41亿吨左右，全国煤炭消费量42亿吨左右，煤矿数量减少到4,000处左右；推动并购重组，组建10家亿吨级企业；煤矿智能化程度90%、机械化程度75%以上，原煤入选（洗）率85%以上。
（3）煤炭分选将趋向更智能、更环保的方法：在煤炭生产加工过程中，直接从矿井中开采出来的不经任何加工处理的煤称之为原煤，将煤和矸石进行分离是煤炭加工过程中不可缺少的一步。选煤工序能将煤炭分成不同质量、规格的产品，有利于煤炭的高效综合利用；此外选煤过程还能去除原煤中含有的黄铁矿等杂质，减少燃煤对大气的污染，具有较高的环保意义。2020年，我国原煤入洗率达到74.1%，比2015年提高8.2%。
①常见的煤炭分选技术：煤矸分选的方法以分选介质来分类主要包括湿选与干选。湿法选煤又称洗煤，主要有跳汰分选、重介质分选和浮选等湿选方法，是目前我国选煤厂常用的选煤方法。干法选煤在分选过程不使用水，一般包括人工挑选、智能光电干选、风力煤矸分选、复合式干选、空气重介质流化、振动螺旋干法选煤等。
湿法选煤是我国选煤装备主要依赖的技术工艺方法，但随着我国对煤炭行业节能增效以及煤矿智能化要求的不断提高，湿法选煤的弊端日益凸显。从地域分布的角度来说，国内煤炭资源丰富的地区主要坐落于中西部干燥和水资源匮乏地区，因此湿法选煤在这些地区的应用会受到水资源的严重制约，同时也使我国煤炭的利用率与许多发达国家形成了较大差距。对于部分易泥化的煤，湿法选煤会导致额外的煤泥产生，从而导致煤的回收率下降，造成额外的损耗。从环境保护的角度，湿法选煤技术会在应用中产生大量煤泥水，煤泥水中夹杂的细粒粘土、泥砂和煤会对环境造成污染。因此，大力推行干选技术是选煤业的重大趋势，同时，在保证提高煤炭的分选精度的条件下，干选技术也能缓解对环境的影响。
干法选煤在过往因分选精度不足，未能得到工矿业的广泛应用，但其以设备投资较少、建设工期短、工艺简化易管理等诸多优点，一直作为选煤方法的重要补充。目前国内主要的干法选煤技术方法包括：智能光电干选技术、复合式选技术和空气重介质流化床技术等。
主流干选技术方法分析
②智能光电干选技术概况：智能光电干选技术是指利用射线（X射线及γ射线）、红外、可见光、激光及紫外线识别等光电识别技术，针对需要识别物体的不同特征建立与之相匹配的模型并进行分选的智能化装备，是集机械、硬件、算法、软件于一体的智能化系统。
近年来，智能光电干选装备行业得到了迅速发展，2015年10月，国内优势企业基于光电识别技术的TDS智能干选设备，进一步实现了智能光电干选技术的产业化实践。TDS智能干选设备在分选精度、分选粒度、分选能力、稳定运行能力上均有了较大的突破，智能光电干选技术逐渐被行业接受认可。
③选煤装备迎来智能更新改造的存量替代需求：2008年以来，煤炭采选业固定资产投资经历周期性波动，在2012年达到峰值后逐步下滑，直至近两年出现止跌企稳的迹象，2018年煤炭采选业固定资产投资额增长5.90%，2019年同比增长29.60%，煤炭采选业已进入新一轮固定资产更新当中。2020年，我国原煤入洗率达到74.1%，比2015年提高8.2%。
（4）煤炭开采及洗选行业未来发展态势：
①煤矿智能化是实现碳达峰、碳中和目标的必然选择，其发展目标明确：2020年12月中央经济工作会议确定，我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和，并开始制定2030年前碳达峰行动方案。为实现国家制定的碳达峰、碳中和目标，煤炭消费总量控制增速的同时煤炭消费比重将一定程度下降，但更重要的是高效用煤。提高煤炭质量、提高利用效率要求转变传统煤炭产业粗放的发展形势，煤炭开采及洗选加工更加精细，智能化水平进一步提高是必然选择。
2020年12月国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书，白皮书提出加快建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系；加快煤矿机械化、自动化、信息化、智能化建设，推进大型煤炭基地绿色化开采和改造，发展煤炭洗选加工。
《煤炭工业“十四五”科技创新发展指导意见（征求意见稿）》提出要重点攻关干法选煤智能化工艺技术、煤矿井下大型智能分选排矸装备、大型智能选煤厂关键传感等核心技术，加快研制千万吨级干法分选智能化装备，研究干湿混合流程新工艺，建立千万吨级智能选煤厂示范工程，“十四五”的主要目标之一便是煤炭洗选装备与煤化工装备的智能化和可靠性水平大幅提升，关键零部件、核心元器件、控制系统与软件实现自主化。对煤炭行业智能化需求的提高将促进智能装备及智能化系统的推广应用。
2020年3月，国家发改委等8部门联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，要求加快推进煤炭行业供给侧的结构性改革，推动智能化技术与煤炭产业的融合发展，提升煤矿智能化水平。
《指导意见》明确定义了煤矿智能化发展的3个阶段性目标：即到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。
②煤矿智能化的内涵：煤矿智能化是指煤矿开拓设计、地测、采掘、运通、洗选、安全保障、生产管理等主要系统具有自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力。煤矿智能化发展的目标是建设智慧煤矿，其总体架构包括8大智慧系统：
（A）地下精准定位导航系统；
（B）随掘随采精准探测地质信息系统；
（C）智能快速掘进和采准系统，矿井通风、供排水、主副运智能系统；
（D）工作面智能开采系统；
（E）危险源智能预警与灾害防控系统；
（F）矿井全工位设备设施健康智能管理系统；
（G）煤矿地面分选运销与生态建设智能系统；
（H）煤矿物联网综合智能管理系统。
③选煤智能化是建设智慧煤矿的重要途径之一，煤矿地面分选运销与生态建设智能系统是该环节智能化的载体：选煤工业是典型的流程制造业，经过数十年的发展，我国已成为世界上规模最大的选煤流程工业大国之一。当下我国选煤工业的生产运营与技术水平已经无法满足新时期经济高质量发展的要求，智能化程度相对较低。选煤智能工厂是在传统选煤自动化基础上，利用物联网、人工智能等技术，引入精细化管理理念，实现基础工业企业的信息化管理及生产过程的智能化控制，从而提高管理效率、减少人工干预、降低生产成本、优化产品结构、增加企业经济效益，最终构建成高效、节能、绿色、环保的智能化选煤厂。
④智能干法选煤技术的发展趋势：
A、井下“采选充填”一体化：
井下选煤技术具有良好的社会经济效益，未来井下排矸应用场景也是煤炭未
来拓展方向。开展井下选煤，实现矸石直接井下充填，有助于避免大量矸石升井造成的能耗，而且减少环境污染，节约地面矸石处理费用，降低选煤厂的设备负荷和磨损，矸石充填能置换出大量“三下”压煤，使煤炭资源回收率最大化，具有较好的经济效益；井下选煤还可以减少地表矸石堆积占用土地，降低矸石堆放造成的污染和安全隐患，减少地表沉陷对地面建筑和生态环境的危害。
井下选煤发展的重要性日益凸显，智能干选设备未来在井下场景的应用也将进一步推广，针对井下环境特点，研究适合井下狭小空间、适应井下恶劣工况的高安全性、高可靠性智能干选设备。智能干选技术推动煤矿井下“采选充”一体化模式的推广。
B、智能干选设备与智能系统的对接：煤矿智能化和选煤厂智能化趋势对分选装备提出了更高的数字化、信息化需求，智能干选设备除了要满足在分选核心算法及处理能力的智能化要求外，还需要能够与整个选煤工厂智能系统进行对接，实现智能干选设备与其他智能模板相协调，提升智能工厂运行效率。智能干选设备基于本身的智能化数字化属性，更易接入智能工厂系统平台，未来智能干选设备将与大系统平台深入融合，实现整个工厂运行层面的智能化数字化。
3、矿物采选的绿色、智能化趋势：
（1）矿物采选概况：矿产资源是指由地质作用形成的，具有利用价值的，呈固态、液态、气态的自然资源。目前我国已探明的矿产共有153种，其中能源矿产有8种，金属矿产有54种，非金属矿产有88种，水气矿产3种。
根据矿产资源用途不同，划分能源矿产如：煤、石油、油页岩、天然气、铀等。金属矿产包括黑色金属矿产、有色金属矿产、稀有金属矿产、贵金属矿产。其中黑色金属矿产如铁、锰、铬等；有色金属矿产如铜、锌、铝、铅、镍、钨、铋、钼等；稀有金属矿产如铌、钽等；贵金属矿产如金、银、铂等。冶金辅助用料如溶剂用石灰岩、白云岩、硅石等。化工原料如硫铁矿、自然硫、磷、钾盐等。特种类如压电水晶、冰洲石、金刚石、光学萤石等。建材及其他类如饰面用花岗岩、建筑用花岗岩、建筑石料用石灰岩、砖瓦用页岩、水泥配料用粘土等。水气矿产类如地下水、地下热水、二氧化碳气等。
从产值分布看，能源矿产占76%，金属矿产占12%，重要非金属矿产占12%。从产量分布看，能源、金属和非金属产量分别占68%、7%和25%。
我国是一个贫矿多，富矿少的国家，绝大部分矿石需要进行选矿。2016年11月，国土资源部发布《全国矿产资源规划（2016-2020年）》，规划要求坚持绿色发展强化资源节约集约循环利用，强化矿产资源节约与综合利用，大力发展矿业领域循环经济，加快发展绿色矿业。随着矿物入选率要求及环保标准的不断提高，给矿物洗选的智能化升级带来了广阔的发展空间。随着我国经济发展及社会环境的变化，我国矿业目前正处于转型期，十四五期间生态环保、高质量发展、资源节约、技术创新将仍是改革发展的方向。
（2）矿物采选未来发展态势：矿产资源业发展的重要趋势之一便是提高矿产资源节约与综合利用水平，提高矿产开采拣选的智能化水平。全国矿产资源“十三五”规划提出对磷矿等重要矿产资源要大力发展先进采选技术、推广节能减排绿色采选冶技术。规划还强调提高矿产资源节约与综合利用水平，应当采取科学的开采方法和选矿工艺，减少尾矿、矸石、废石等矿业固体废物的产生量和贮存量。
①矿物智能干选设备可有效提升矿物分选效率：采矿过程中混入大量废石，选矿有助于为了提高矿物的品位。目前矿物分选通常采用破碎、磨矿、浮选的湿选方法，其缺点是在破、磨的过程中，能耗、钢球消耗较高，浮选药剂消耗量较大，如果能在磨矿前将大块废石排出，可以大大降低分选成本，同时也可以解决低品位矿石无法有效利用的窘境，因此智能干选设备进行矿石分选是提高矿石利用效率的重要途径之一，此外，智能干选设备对已达到工业品位矿石进行预选可以抛除废石，提高矿石的品位。
为进一步推进5G、工业互联网、人工智能等新一代信息通信技术在有色金属行业的集成创新和融合应用，在操作层面为企业开展智能制造提供顶层设计和全面引导，工业和信息化部、国家发改委、自然资源部等三部门联合公告了《有色金属行业智能工厂（矿山）建设指南（试行）》。为有色金属行业智能矿山、智能冶炼工厂、智能加工工厂建设明确建设目标、建设路径、建设内容及基础支撑。建设的重点方向如下：一是基础设施的数字化改造与建设；二是基于业务驱动的智能生产系统建设；三是基于服务型制造的智能服务应用建设；四是基于工业大数据的协同创新平台建设。