神華新疆能源有限責任公司烏東煤礦井田位于準南煤田東南段，距烏魯木齊市東北部約34km，北距米泉市13km，行政區劃屬烏魯木齊市東山區管轄。 烏東煤礦（原鐵廠溝煤礦、堿溝煤礦、大洪溝煤礦及小紅溝煤礦）是一個聯合技術改造項目，隸屬于神華新疆能源有限責任公司（以下簡稱神華新疆公司），礦井設計生產能力6.OOMt/a，它是對神華新疆公司位于烏東礦區的原鐵廠溝煤礦、堿溝煤礦、大洪溝煤礦及小紅溝煤礦四個生產煤礦，通過整合各煤礦深部煤炭資源和實行深部聯合開拓，實現礦井集中出煤、集中排水，改善礦井的安全生產條件，進而實現對四個生產煤礦的聯合技術改造和產業升級。
        一、火災防治技術
        烏東煤礦開采的急傾斜煤層，均為自燃煤層，自然發火期為3月-6月，開采過程中受到過自燃發火影響。由于綜采工作面長度短（一般在30m-50m左右），工作面后方自燃寬度小，通過經驗總結和觀察，自燃帶一般位于工作面后方10-13米的位置，由于綜采工作面推進度較快，因此，工作面在回采中本水平的煤不會發生自燃，發火源來自上分層采空區。
        急傾斜煤層開采時，頂板巖層向采空區彎曲并伴隨有巖層面的向下移動，有時底板巖層也會向采空區凸起并伴隨層面下滑，隨著采空區的擴大，巖層將產生破裂、垮落，巖層移動穩定后，上覆巖層會出現垮落帶、裂隙帶和整體移動帶，有時底板也會出現整體移動帶和裂隙帶。同時分段放頂煤開采后，在地面形成巨大的多次沉陷的塌陷坑，塌陷坑周邊產生多組間距較大的地表裂隙，這些裂隙最終會與頂板巖層中形成的裂隙相貫通，從而產生大量的漏風供氧通道，為采空區頂板側遺煤自燃提供了良好的供氧途徑，造成采空區頂板側遺煤自燃，并隨放煤過程進入工作面，對工作面構成了嚴重的發火威脅。
        為確保礦井安全生產，烏東煤礦通過20年的探索總結，建立起以地面回填、黃泥灌漿、氮氣防滅火、采后及時封閉等為主的綜合防滅火措施及監測系統，提高了礦井自燃火災防治及應急處理能力。
        地面回填手段應用于工作面回采的全過程，注漿防滅火手段應用于工作面采后封閉和突發性發火的處理，氮氣防滅火應用于工作面超前預防注氮和臨時封閉注氮以及其他防滅火手段失效后進行工作面封閉的最后一種手段，采煤工作面回采結束后，及時對工作面進行永久封閉，防治工作面自然發火。
        同時，綜采工作面回采時要保證工作面有穩定、可靠的風量，控制好主扇對工作面的全負壓，以減少風壓對采空區的影響。綜采工作面在回采過程中，要掌握好工作面推進度和均勻放煤，工作面端頭和架后大塊要及時進行處理，減少端頭和架后向采空區漏風，回風端頭尾巷長度從后部刮板輸送機算起不超過1米，進風端頭要消除尾巷。工作面回風巷要安設一氧化碳傳感器和溫度傳感器，利用礦井安全監測系統進行實時的、連續的監測和監控，發現異常及時查明原因進行處理。
        為減少火災對綜采放頂煤工作面生產的影響，提高礦井抗災能力。根據急傾斜綜放面煤層自燃火災的特點，基于現有防滅火技術、裝備情況及礦區特點，在充分體現“預防為主，防治結合”思想的基礎上，提出適合于綜放面安全開采的綜合防滅火思路或應急預案。現場開采實踐表明，效果顯著，同時也表明，在復雜賦存環境與大段高開采條件下，急傾斜特厚煤層放頂煤開采防滅火工作是有安全保障。
        二、瓦斯防治技術
        1．傳統的瓦斯攔截抽放技術。烏東煤礦屬于低瓦斯礦井，但是有些區域已經發現瓦斯異常區。采用在下分層攔截抽放瓦斯的傳統方法來解決瓦斯問題，同時進行了采后抽放工作，并取得了較好的效果。
        2．工作面架后上方空間瓦斯積聚處理技術。在工作面回風巷施工卸壓抽放鉆孔對架后空間的積聚瓦斯進行抽放。在工作面回風巷內幫沿煤層走向每隔15m~30m向回采工作面采空區提前施工3個鉆孔，孔徑llOmm，長度60m的高位走向鉆孔抽放采空區裂隙帶內的高濃度瓦斯。能很好地解決回采過程中的瓦斯超限問題。
        3．源頭瓦斯治理技術。通過和科研院所合作治理，對從源頭進行立體防治，即提前兩年進入下水平進行瓦斯治理，實現資源的本質安全，瓦斯立體防治原理及拓撲結構如上圖所示。同時，配備瓦斯監測監控裝備及預警系統，實現三級聯網和自動監測，如下圖所示，在大段高開采下，對瓦斯的有效治理和防災減災提供保障。
        三、防塵控制
        烏東煤礦采取主要進、回風巷和采、掘工作面進回風巷道安裝全斷面凈化風流水幕，皮帶巷各個轉載點安裝噴霧，井上下作業人員按要求佩戴防塵口罩等勞保用品，為防止煤塵堆積，對主要巷道和產塵點安排專人定期進行沖洗。在防塵水中添加GE粉塵抑制劑，增強降塵效果。為了預防有限空間煤塵的積聚誘致煤塵耦合爆炸，除了合理有效控制風量以外，在裝藥過程中使用水炮泥和黃土配合形式進行封孔，在爆破過程起到了很好的降塵作用。另外，由于爆炸空間有限，所用炸藥量較大，爆破產生有害氣體積聚極易傷人。爆破時使用隔爆水袋，裝上一定數量的含堿成分的水，較好地中和炸藥爆炸后酸性氣體。烏東煤礦采用煤層注水，在防塵方面取得了很好的效果。
        1．降低粉塵濃度，改善職工工作環境。煤層注水軟化試驗預計粉塵可降低90%，各產塵地點全塵濃度由l3-100mg/m3降低到l.2-6mg/m3，呼吸性粉塵濃度由1.1-10mg/m3降低到0.14-0.8mg/m3。粉塵濃度降低，降低煤塵爆炸的幾率。
        2．軟化煤層。通過對工作面頂煤和夾矸實行超前預注水軟化，破壞煤層的節理，使煤體的物理性質發生變化，讓煤體脆性減弱，塑性增強，使堅硬頂煤容易冒落，從而達到工作面連續割煤，實現安全高效開采。在前期試驗，工作面仍然通過頂煤松動爆破方式，在后期技術成熟后將逐漸取消炸藥的使用。
        四、水災或水患防治技術
        1．水患災害源分析。烏東礦區開采的煤層傾角大于45。，煤層開采由淺部向下逐步發展，淺部煤層開采時，塌陷直達地表，如果觸及地表水體，就會發生潰水事故。當開采向下一個分段和階段發展時，采動損害也會沿煤層向上發展，地表水體造成水患的威脅依然存在。造成這種災害的特點，往往是地下開采形成的裂隙系統使地表水體與地下采空空間貫通，成為其補給源。上方已采采空區和小窯開采的采空區與地表水體貫通，造成生產工作面的“頂水采煤”。為防止地表水在開采過程中造成水患，進行了大量防治水工程。其主要包括：(1)修建地表防護工程，防止采動損害區與水體溝通；(2)修建井下防水工程，防止采空空間聚集的水體向開采空間潰流；(3)井下水體預抽措施；(4)加強對井田范圍內小煤窯開采區域的調查，防止小窯積水潰入開采區。但開采過程中的水患曾長期威脅著工作面的安全生產。
        從系統科學角度出發，急傾斜特厚煤層綜放安全開采是個巨大的系統工程，是一個具有動態性、開放性的復雜巨系統，若要進行采空區水患防治，必須保障系統性安全和采掘接續科學優化與布局的高度上綜合考慮，千萬不能采取“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的片面性防治措施。首先應該將架前冒頂和漏頂、大量的有害氣體涌出、工作面潰水潰漿等重大安全隱患納入綜合防治體系，必須采取措施對工作面回采范圍內井筒老巷進行探查和處理，保障工作面安全生產。第二要堵住地表水流向開采沉陷區的通道；第三要在井下構筑防止采空空間聚集的水體向開采空間潰流的通道，同時在深部水平采取預抽水措施。
        2．水患防災減災安全開采技術。2010年烏東煤礦西采區（原堿溝煤礦）回采東三采區+590mB3~6綜采工作面，根據地質資料說明，工作面回采范圍內有歷史小窯開采遺留老巷和4處井筒，尤其是在距石門667m處有蘆草溝原四號井回采遺留下的老井筒，井筒底部超過工作面目前所在水平，工作面回采至仳需從井筒中部橫穿而過，東西兩側各留煤柱，由于資料有限，老巷和井筒內具體情況不明。工作面穿過此井筒老巷時，將面臨嚴重的架前冒頂和漏頂、大量的有害氣體涌出、工作面潰水潰漿等重大安全隱患，直接威脅工作面的安全生產，所以必須采取措施對工作面回采范圍內井筒老巷進行探查和處理，保障工作面安全生產。為使該工作面安全順利的通過井筒，烏東煤礦西采區確定使用山東濟寧浩珂礦業公司生產的馬麗散、羅克休材料提前對井筒內松散煤體進行固化，使井筒內浮煤與井壁原始煤體形成一個整體，確保綜采工作面安全通過老井筒。東三采區+590mB3~6綜采工作面推進期間沒有發生架前跨冒、支架下沉、有害氣體涌出等現象。截止10月17日，工作面安全順利地通過了井筒。
        通過馬麗散、羅克休新型材料的試用，為下一步東三采區工作面安全順利的通過其他4個井筒提供了技術保障，驗證了材料的可靠性。結合本技術的特點，馬麗散、羅克休材料也可用于破碎煤體的加固、高冒區的處理、密閉的堵漏、防治水災等方面，為礦井安全生產創造有利條件。