煤矸石是煤炭生产和煤炭洗选过程中排放的一种固体废物,是煤炭形成过程中与煤伴生的低挥发份、低热值和高灰分的一种比煤坚硬的黑色岩石。据不完全统计,全国范围内仅国有煤矿的煤矸石山数量就有1500余座,大约1/3的煤矸石山正在发生自燃或存在自燃的风险。因此,对于煤矸石山的防治研究相当重要,掌握其自燃原理,对煤矸石山自燃灾害的预防和治理有着重要的意义。煤矸石的自燃实际上就是煤矸石中的煤与氧气反应放热并蓄热升温到燃烧的过程。针对成庄矿的实际条件,在系统总结前人研究成果的基础上,从理论上对煤矸石自燃特性参数进行了分析,利用热重法系统、完善的对3#煤矸石、9#煤矸石及不同比例的煤矸石进行了一系列基础性研究工作,并应用于工程实践中。本论文的主要研究工作有：1.从煤矸石山自燃发火机理、自燃发火条件和成庄矿实际情况相结合来研究煤矸石自燃特性参数；2.对成庄矿3#和9#煤矸石自燃发火初期热量聚集过程进行分析,研究了其水分含量、内部氧浓度、煤矸石体温度、硫化物含量、内部空隙率、粒度和漏风强度对煤矸石山热量积聚过程的影响。3.对成庄矿3#和9#煤矸石进行氧化升温实验并分析,为研究成庄矿煤矸石山自燃发火提供可靠的数据资料；4.利用差热天平对成庄矿3#和9“煤矸石进行TG和DTG分析,研究成庄矿3“和9“煤矸石在不同粒度下,不同配比煤矸石自燃情况分析；5.在前期研究的基础上,结合实验所得结论,根据成庄矿实际情况设计合理的煤研石堆放方案。文中的研究结果为进一步研究不同煤矸石混合堆放技术打下基础,对于其他煤矸石山堆放方案的设计具有一定的参考价值。