煤炭機械指用于煤礦的采掘、支護、選煤等生產過程的機械設備。廣義上的煤機設備依據煤礦開采的順序進行分類，主要分為勘探設備、綜合采掘設備、提升設備、洗選設備、煤炭安全設備、電氣設備和其他設備以及露天礦設備等。勘探設備主要有鉆探設備及儀器儀表等；綜掘設備主要有掘進機、鑿巖機等；綜采設備主要有采煤機、刮板輸送機及液壓支架等；輔助設備主要有工業泵、提升、供電、排水設備等；洗選設備主要有破碎機、球磨機、篩分設備、浮選設備、過濾機等；煤炭安全設備主要有通風機、瓦斯防治設備、礦井滅火設備及救護裝備等；露天礦設備主要有礦用重型汽車、自卸車、鏟運機和挖掘機等；電氣設備主要有各類變頻裝置、傳感器、組合開關以及自動化控制系統等。

煤炭機械設備分類

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　　綜采設備是煤炭機械設備的核心。從價值量來衡量，綜采設備在煤炭機械設備投資中占比達到70%。而綜采設備以“三機一架”為核心，“三機一架”在綜采設備中的占比通常在70%~80%之間，其構成包括掘進機、采煤機、刮板輸送機及液壓支架。

　　掘進機：用于地下煤礦平直巷道的開鑿，煤礦巷道的快速掘進是保證礦井高產穩產的關鍵技術措施。

　　采煤機：以旋轉工作機構破煤，并將煤裝入輸送機或其他運輸設備的機械設備，采掘技術及其裝備水平直接關系到煤礦生產的能力和安全。

　　刮板輸送機：用刮板鏈牽引，在槽內運送散料的輸送設備。在采煤工作面內，刮板輸送機不僅運送煤和物料，而且還是采煤機的運行軌道。刮板輸送機保持連續運轉是煤炭生產正常進行的必要條件。

　　液壓支架：用來支撐采煤工作面的頂板、控制礦山壓力的結構物。它是煤炭綜合采掘設備的重要組成部分，與采煤機配套使用，實現采煤綜合機械化。

“三機一架”定義及用途

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　　最近4年，煤炭設備市場規模持續下滑。2002-2012年為煤炭行業的“黃金十年”，煤炭設備市場在2012年達到頂峰的1668.33億元規模。此后煤炭價格持續下降，煤機行業規模隨之逐年萎縮，2015年全國煤炭設備市場規模為1194.16億元，較2014年同比減少16.47%，較2012年減少28.42%。

　　受益煤價上升，煤機行業有望觸底反彈。伴隨煤炭行業供給側改革的進行，煤炭價格歷經4年多的調整，于2016年第二季度開始出現反轉，尤其自9月份以來上漲速度明顯加快。煤價回升后帶動了煤炭企業盈利水平的回升，使得煤炭生產設備的投資更具現實條件。雖然國內煤機行業現在已經相對成熟，未來幾年不太可能出現像黃金十年那樣爆發式增長的的情況，但是經過幾年的回調，煤機行業現在已經處于市場底部，煤價回升帶來的煤炭企業盈利水平上升有望帶動煤機行業迎來復蘇。

煤炭機械行業市場規模持續下滑

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　　供給側改革初見成效，2016年煤炭去產能超額完成目標，煤價顯著回升2016年2月，發改委等部門印發《關于煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》，提出自2016年起3-5年內，煤炭行業將退出產能5億噸左右、減量重組5億噸左右較大幅度壓縮煤炭產能，適度減少煤礦數量。此外，從2016年開始，按全年作業時間不超過276個工作日重新確定煤礦產能，原則上法定節假日和周日不安排生產。

　　2016年，全國全年完成煤炭去產能2.9億噸，超額完成2.5億噸的年度任務，同時約1500處30萬噸以下小煤礦關閉退出，產業結構進一步優化。煤炭產量方面，我國煤炭產量在2014年達到39億噸峰值后，近年一路下滑，2016年下降到33.64億噸，同比減少10%，相比2014年下降15%。2016年全國原煤產量共計33.64噸，同比下滑9.4%。

　　具體來看，2016年原煤產量從年初的2.94億噸下滑至9月份的2.77億噸，從10月份開始回升，12月份達到3.1億噸，但仍同比下降3%，呈現出同比下降、環比上升的特點。2017年始，原煤產量繼續下降，根據國家統計局數據，2017年1-2月份全國原煤產量50678萬噸，同比下降1.7%。

原煤產量情況、

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動力煤（Q5500，秦皇島）價格（單位：元/噸）

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　　隨著去產能的進行，我國煤炭價格連續上漲。過去5年來，由于經濟增速逐步放緩，煤炭及下游的電力等行業產能過剩，煤價不斷走低，煤價已經從高峰的850元/噸降到2016年初的370元/噸。2016年下半年，我國煤炭價格持續走高。2016年12月，秦皇島5500大卡動力煤價格已經突破590元/噸的水平，同比大幅提升61%。進入2017年，煤炭價格在經歷小幅微跌后重拾上漲趨勢。截至2017年4月17日，秦皇島5500大卡動力煤價格已經上漲到640元/噸，比16年初上漲73%。

煤炭開采和洗選業主營業務收入

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煤炭開采和洗選業利潤總額

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　　受益于煤炭價格上漲，下游煤炭開采企業盈利狀況開始大幅改善。營業收入方面，2016年9月以來，煤炭開采和洗選業主營業務收入持續同比正增長，12月份單月實現營業收入2579.8億，同比增長16.89%，9-12月累計實現營業收入9299.30億元，同比增長9.68%。2017年1月至2月，實現營業收入3937.1億，同比增長24%，增長率在穩步提升。利潤總額方面，2016年5月開始實現正增長，全年實現利潤總額1090.90億元，同比增長147.48%，其中11月單期實現利潤總額276.90億元，同比增長300%，創年內單月最高紀錄。

　　2017年開始，煤機更新需求有望逐步釋放。根據國家統計局數據，2016年國內煤炭行業固定資產投資3038億元，同比下降24%。煤炭行業固定資產投資累計值連續下降31個月。2017年1月-2月煤炭開采及洗選行業固定資產投資累計80.98億元，同比下降21%，延續了2016年下半年20%以上的同比下降趨勢，這與我們從主流煤炭機械企業了解到的訂單情況并不一致。這可能是因為煤炭企業盈利小幅改善后，現金流改善需要時間，優先要做的是補發員工工資，償還銀行貸款等行為，正常生產的更新維護需求維持在保證安全生產的最低限度。但隨著煤企經營情況的逐步改善，煤炭行業固定資產投資也會逐步增加。2011年-2013年是煤炭機械投資高峰，一般煤機壽命在5-8年，

　　因此2016-2018年將迎來設備更新需求高峰。2015、2016年行業處于盈利低谷，部分更新需求被抑制。伴隨煤炭行業盈利回暖，煤機更新需求將得到支撐，預期2017年開始煤機更新需求逐步釋放。

煤炭行業固定資產投資月度數據

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　　更新需求支撐煤炭機械行業復蘇

　　我國煤炭開采與洗選行業固定資產投資一般由三部分組成：建設安裝工程、設備工器具購置和其他費用。煤炭企業的固定資產投資涉及范圍比較廣、構成復雜，煤機設備投資可能只是其中的一小部分，歷史數據表明煤炭企業設備投資占固定資產總投資比重基本可以維持在一個穩定范圍之間，設備投資一般占固定資產投資的30%~35%。其中煤炭機械設備一般占到固定投資中設備購置項目的50%，其中以“三機一架”為核心的綜合采掘機械設備占到煤炭機械設備總投資70%左右。在一個工作面中，一般需要一臺采煤機、一臺掘進機、一臺刮板輸送機和百余臺液壓支架，所以在“三機一架”中，液壓支架占比較大，一般超過45%，采煤機和掘進機技術含量較高，占比分別達到13%和12%，刮板輸送機等輸送設備較便宜，一般占到10%的比重，其他各種設備一般占比在20%左右。

煤機行業固定資產投資情況

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煤機行業固定資產投資比例

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　　煤炭機械設備行業需求主要來自于三個方面：一是新增產能所帶來的設備需求，二是行業自身周期所帶來的設備更新與維護需求，三是煤炭行業機械化率提升、減產置換所帶來的設備需求。煤機綜采設備“三機一架”市場主要需求來自新增產能投資需求和更新維護投資需求，機械化率的提升帶來的設備需求相對較小。

　　煤炭機械行業的設備更新需求主要來自于維持煤炭開采與洗選正常產量需要設備的不斷更新換代。煤炭機械設備工作環境惡劣，設備消耗明顯，因此煤炭機械相較于普通機械壽命更短，較高的更新、維修頻率導致煤機更新維修的需求比較大。煤機設備設計壽命和更新周期一般為5-8年，具體到核心設備“三機一架”，液壓支架和采煤機的壽命約5-8年，而采煤機滾筒的壽命僅約三個月，部分產品依靠設備物理磨損來換取煤炭產量。

　　從歷史上看，2010年到2013年是煤機設備投資的高點，因此，與此相對的2016年到2018年理論上應該迎來了設備更新需求的高峰。由于2015-2016年行業處于歷史低估，設備利用小時數偏低，壽命將延長，并且企業經營現金流緊張，傾向采用維修來代替設備更新，部分更新需求相當程度上被抑制，而隨著2016年下半年煤炭價格的持續上漲，企業盈利改善，可預見到從2017年開始，設備更新需求將逐步得到釋放。我們假設：

　　1）煤炭機械設備一般占到固定投資中設備購置項目的50%,其中以“三機一架”為核心的綜合采掘機械設備占到煤炭機械設備總投資70%左右。2）第T年煤機的更新需求可以用T-8~T-5年每年煤機設備投資的10%、30%、30%、30%求和近似測算。因此2017-2020年之間的設備更新需求主要取決于2009-2015年之間的設備投資額。

　　3）根據設備利用小時數進行調整，我們2011-2013年為行業高峰，煤炭企業盈利充足，設備利用小時數高，而2014-2016年行業處于底部運行期間，且盈利能力無法支撐設備更新需求，因此我們給2012-2020年數據設置調整系系數，分別為110%、100%、80%、65%、70%、75%、75%、78%、78%。

煤炭綜采設備2017-2020年市場規模預測

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　　根據測算，2017-2020年煤炭綜采設備需求分別為446.28億、476.57億、515.15億、495.49億元，同比增長28.74%、6.12%、8.78%、-3.82%

　　此外，我們單獨計算“三機一架”2017-2020年市場需求。在綜采設備中，液壓支架占比較大，一般超過45%，采煤機和掘進機技術含量較高，占比分別達到13%和12%，刮板輸送機等輸送設備較便宜，一般占到10%的比重，其他各種設備一般占比在20%左右。根據上述測算結果，可以給出三機一架的市場規模測算如下：

三機一架市場規模預測

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　　根據煤炭綜采設備需求測算，我們倒推煤機設備市場規模。我們預計，2017-2020年煤機市場空間分別達到637.54億、676.53億、735.92億、707.84億元，同比增速分別達到28.74%、6.12%、8.78%和-3.82%。

2016-2020煤機設備市場規模測算

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