煤矸石是煤矿开采和选煤过程中产生的固体废弃物，含有有机物和黄铁矿(FeS2)，可被空气中的氧气氧化并释放热量。随着热量的积聚，矸石温度逐渐升高，当温度升至矸石及可燃物燃点(300～350℃)后，即会发生自燃现象。自燃生成的CO和SO2等有害气体，可对企业生产安全和职工健康构成严重威胁。为预防和治理煤矸石自燃现象，根据抚顺西露天矿矸石山自燃现象的基本条件特征，提出了防治矸石自燃的粘土水泥浆注浆工艺方案，对浆液配方及浆液性能参数和注浆工艺参数等进行了研究。 根据有效和经济的设计原则，选择粘土水泥浆作为注浆浆液。运用正交实验法进行粘土水泥浆液的配方设计和浆液制备实验，并基于浆液性能参数的测试结果，研究了浆液中各成分比例对浆液的粘度、密度及凝结时间等的影响及其规律，确定了适于工程的浆液配方。浆液实验结果表明：粘土和水泥的含量是影响浆液物化性能的两个主要因素。浆液粘度主要取决于粘土含量和水灰比，其中粘土含量的作用最为显著。浆液的结石率主要取决于水灰比，水玻璃含量显著影响浆液的凝胶时间。适于本工程注浆的浆液粘度为33s，水灰比为5，粘土与水的质量比，即粘土含量为1，水玻璃占水泥质量的3﹪。 将注浆工艺参数设计结果应用于现场注浆实验，发现当注浆压力不大于2Mpa、注浆孔间距4～7m、孔深4～5m时，设备运行正常，注浆效果良好。 运用ANSYS热分析模块中的温度场对矸石介质中浆液压力分布进行了模拟。与现场注浆效果进行对比表明，采用该方法可对浆液扩散范围进行较为准确的预测，对注浆工艺参数设计具有参考价值。 现场矸石体注浆后进行挖掘得到的断面显示，浆液充填并稳定驻留在矸石孔隙内，且使原有自燃现象消失，达到了自燃防治的预期效果，表明注浆工艺方案设计是可行和有效的。