我国存在数量较多的煤矸石山,其中部分煤矸石山发生自燃后,常导致环境污染、人员伤亡等后果。目前国内外学者对煤矸石山自燃防治技术已开展了大量研究,但仍难以准确探测煤矸石山内部高温火源区域、灭火后仍存在复燃现象等问题。为了更精准地对煤矸石山内部高温火源区域进行降温灭火,提高治理效果的时效性,本文基于温敏性水凝胶提出了一种煤矸石山自燃防治新思路,从微观和宏观层面对温敏性水凝胶的性能特性、灭火阻化机理和煤矸石山自燃防治应用效果进行了展开研究。首先,通过多次尝试,用羟丙基甲基纤维素（HPMC）、壳聚糖（CS）、甘油（Gyl）、聚磷酸铵（APP）和醋酸（HAc）制备出了温敏性水凝胶,按照不同组分配比方案设计了17组对照实验,对制得的温敏性水凝胶样品进行了性能测试,以凝胶相转变温度为主要优选依据,综合更短的凝胶时间、较低的常温溶液黏度以及较低的表面张力,最终优选出适用于煤矸石山防灭火的温敏性水凝胶为16#凝胶,其相转变温度为70℃,各组分质量分数为HPMC（1.5%）、CS（0.5%）、Gyl（15%）、APP（5%）。其次,对温敏性水凝胶的凝胶机理和微观特性进行了分析研究。对温敏性水凝胶由溶胶向凝胶的可逆转变过程进行分析,并从分子间作用力的角度对其凝胶机理进行分析。通过扫描电镜测试实验观测到:温敏性水凝胶的凝胶态表面非常致密、光滑,呈油脂状,具有非常好的密封隔氧效果,其内部为致密的三维网络结构骨架;经温敏性水凝胶浸泡过的煤矸石表面相比原煤矸石平整度显著提升,温敏性水凝胶能够将煤矸石表面及颗粒进行全面而致密地包裹,大大提升了煤矸石表面的致密程度。然后,开展了温敏性水凝胶对煤矸石表面官能团影响和热稳定性能研究。通过傅里叶红外光谱测试实验得出:原煤矸石和经温敏性水凝胶浸泡煤矸石样品含有的主要官能团的种类基本相同,在含量大小上存在差异,两种样品存在的主要差异位置为3600～2400 cm-1、和1700～1000 cm-1谱带;与原煤矸石相比,经温敏性水凝胶浸泡煤矸石样品中含氧官能团含量明显增多,其中-OH含量最高,比原煤矸石含量增长了15.61%,且游离-OH键含量明显减少,酚/醇/羧酸-OH或分子间缔合的氢键和羟基（-OH）面内弯曲振动明显增多。应用同步热分析方法（TG-DSC）进行了实验研究,结果表明:在贫氧气氛下,温敏性水凝胶凝胶态样品的TG曲线可分为4个变化阶段,阶段I～阶段III为主要失重阶段,阶段IV重量变化很微小;整个升温过程中最大失重速率为-4.55%/℃,所对应的分解温度为208℃,说明温敏性水凝胶在200℃以前具有较好的热稳定性;温敏性水凝胶样在224.3℃后热流变为正值,但放热量极小,说明温敏性水凝胶在高温状态下仍不具备可燃性,适用于煤矸石山自燃防治。最后,设计了温敏性水凝胶在煤矸石堆中的可视化渗流实验,并对温敏性水凝胶的阻化性能和降温灭火效果进行了研究。通过实验得出:（1）温敏性水凝胶在倒入圆筒顶部后20s时就已经渗流到高度为1.5m圆筒底部,在t=30s时已经充分渗流到圆筒内各个部位,说明温敏性水凝胶具有较好的流动性,能够在煤矸石山内部迅速下渗,快速到达高温区域,同时对流经区域的煤矸石表面和孔隙有较好的覆盖效果,能够减少煤矸石与氧气的接触。（2）随着煤矸石样品中温敏性水凝胶含量的增加,70℃出气口氧气浓度逐渐增加,70℃耗氧速率RO2,70逐渐降低,交叉点温度逐步上升,自燃倾向性综合判定指数I逐渐增大,接近不易自燃的临界值1200,阻化率不断升高,这表明随着温敏性水凝胶含量的不断增加,煤矸石的自热氧化反应进程逐渐放缓,使煤矸石的自燃倾向性逐渐减小,自然发火的危险性减弱,能够有效抑制其自燃。该论文共有图60幅,表14个,参考文献117篇。