煤矸石覆土填沟,作为一种“因地制宜、因企制宜”解决煤矸石的关键措施,对解决煤矸石堆积所引起的环境问题具有重要意义。本文针对上榆泉煤矿煤矸石产量300万吨、冲沟发育的特点,采用了现场调研和实验室试验的方法,测定了煤矸石的基本物性参数,建立了煤矸石-黄土分层内部气体流动的数学模型,分析了煤矸石阻燃的影响因素,通过探究煤矸石层温度场及渗流场的分布特征,确定了“煤矸石-黄土”的合理层厚,提出了煤矸石填沟工艺并进行了现场实施。主要成果有:（1）测定了煤矸石中的Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg、As重金属含量分别为10.3 ug/g、3.16 ug/g、5.1 ug/g、9.9 ug/g、0.051 ug/g、12.9 ug/g、0.21 ug/g、1.0 ug/g,通过对比背景土壤的风险筛选值和管制值,明确了煤矸石作为覆土填沟的材料的可行性。测定了煤矸石中全水、水分、灰分、挥发分、固定碳、全硫的含量,得到了固定碳与挥发分的比值,表明了煤矸石的燃烧性能较好;根据SEM扫描的结果,获得了黄铁矿呈现蜂窝状分布形态,明确了该煤矸石裸露状态下易自燃的特性。（2）结合达西定律,建立了煤矸石-黄土分层内部气体流动的数学模型,结合风压、风量边界条件,得到了煤矸石渗透速度的计算公式,明确了除煤矸石自身基础性质外,煤矸石阻燃的主要因素为煤矸石的带煤率、渗透率、黄土层厚度、边坡角度和表层的密封性。（3）通过ABAQUS有限元分析了煤矸石不同覆土厚度下煤矸石堆场从边坡到内部的温度场和渗流速度场分布特征,得到了随黄土层厚度的增加,煤矸石层内部的温度逐渐降低,渗流速度先降低后稳定的变化规律。利用灰色关联法,确定了不同黄土层厚度阻燃的效果,得到了煤矸石填埋冲沟最优采用“300 cm煤矸石+50 cm黄土”的分层铺设方式。（4）按照煤矸石阻燃的工艺原则,结合数值模拟的结果,制定了分单元、分层摊铺、分层碾压、分单元逐日覆土的填埋作业方式及填沟工艺。建立了效果反馈机制,制定了温度监测和重金属含量定期监测的方案,实测验证了煤矸石无自燃和污染的风险及煤矸石填沟工艺的良好效果。论文包含图50幅,表格18个,参考文献96篇。