在长时期的自然降水作用下，煤矸石的淋溶液将对矿区的地下水环境产生非常大的影响。煤矸石山内部会产生各种化学反应并释放大量的热导致煤矸石山内温度分布不均，雨水的渗流作用下内部含水率也会有所不同；受到上述两种因素的影响，煤矸石山内部各化学组分的溶解-释放-迁移也将呈现出不同的规律。本文首先利用phreeqc软件对煤矸石内化学组分释放规律进行了数值模拟研究，得出了温度和含水率对化学组分浓度影响变化规律，进而得出化学组分释放速率与温度、含水率、以及化学组分浓度之间关系方程，为模拟煤矸石山内部化学组分释放-迁移规律提供了依据。再利用多物理场耦合软件COMSOLMultiphysics模拟煤矸石山在温度场、渗流场、浓度场的共同作用下内部各化学组分的释放-迁移规律。本文所得相关结论如下：①碳酸盐的溶解受CO₂分压影响强于硅酸盐；硅酸盐类矿物的溶解速率随着温度和CO₂分压的升高而增大；②影响煤矸石山内化学组分释放速率的最直接因素是溶液中的化学组分浓度而非时间的变化，建立化学组分释放速率和化学组分浓度之间的非线性方程式模拟化学组分的释放规律更具有科学性；③受雨水的淋溶及渗流作用影响， Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺、K⁺四种离子会在煤矸石上的向阳一侧富集；而Ca²⁺离子会在煤矸石山的背阳一侧富集；④煤矸石山受雨水淋溶作用前期内部化学组分释放速度较快、后期较为缓慢，由于渗流作用逐渐在矸石山底部形成离子富集区；⑤雨水入渗量的增加以及CO₂分压的升高都会增大煤矸石山内化学组分的释放总量，矸石山内部的化学反应以及长时间的日光照射会导致煤矸石山整体温度的升高，从而增加Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺、K⁺四种离子的释放总量。