煤矸石山是由大量的顆粒狀煤矸石組成的。根據其堆積形態、煤矸石粒度等特征，煤矸石山自燃具有以下特征。
1.自燃延遲，燃燒時間長，容易復燃，燃燒面積大。
在陽泉壹礦、二礦、三礦、四礦，僅“八五”期間，* * *就投入1270萬元滅火。當時控制效果很好，但是以後在壹些斜坡上還是出現了二次復燃的情況。壹般火災撲滅後半年內復燃的情況較多，有的火災撲滅後兩個月內又開始復燃。因此...陽煤集團絕大多數煤矸石山具有易復燃的特點。
比如陽泉三礦280號矸石山是25年前堆積起來的，現在已經變成了二礦的工業廣場，周圍都是居民區。這個煤矸石山在1995盡頭發現自燃，自燃速度很快，自燃區域很廣，造成了巨大的損失。於是，居民區不得不搬遷，工業廣場重建。通過分析，認為矸石山表面已風化多年，表面可燃物很少。而在矸石山內部和底部逐漸形成供氧和氧化條件以及容易積聚熱量的環境，是典型的延遲自燃型，特點是自燃過程中釋放的有毒有害氣體較少，不易被人察覺。當人們發現矸石山已經自燃時，其火勢發展很難得到有效控制。
2.煤矸石山自然堆積結構疏松，透氣性好。
陽泉礦區大部分煤矸石堆是根據礦區的地理條件自然堆積而成，導致煤矸石堆結構松散，煤矸石堆地下結構由於長期雨水浸泡、淋溶和自燃而松散。導致地表矸石山大面積下沈，邊坡崩塌滑坡，形成許多滲透性好的天然大裂縫。
3.煤矸石含硫量高。
煤矸石中硫化鐵含量很高，大量硫化鐵氧化燃燒蓄熱，導致燃燒中心溫度很高，對煤矸石山自燃蔓延起決定性作用。
4.煤矸石自燃具有壹般大體積多孔床燃燒的特征。
(1)煤矸石燃燒區擴展方向
煤矸石山自燃或外部點火後，多孔床內存在燃燒區、燃盡區、預熱區和非燃燒區。最高溫度位於燃燒區。隨著燃燒區的不斷轉移和擴大，更多的可燃物燃燒並放出更多的熱量，使煤矸石山燃燒強度增大，燃盡區擴大。正常情況下，燃燒區總是向新鮮空氣進入的方向擴展。
(2)煤矸石山燃燒產物有劇毒。
煤矸石山的氧化或放熱速率不受化學反應的控制，而受供氧速率的限制。因為內燃很多時候是陰燃，燃燒不完全，所以燃燒產物毒性更大。
(3)煤矸石山燃燒帶的位置
燃燒帶的位置取決於煤矸石山的產熱與散熱率之間的平衡。只有產熱率等於或大於散熱率時，燃燒才會維持和蔓延。
(4)煤矸石山深部的供氧
煤矸石山深部氧氣的供給依靠分子擴散或空氣對流，後者可能是內部溫度分布不均勻引起的熱對流，也可能是地面風場引起的動力對流，而煤矸石山的熱量散失則依靠熱傳遞或空氣對流。
(5)煤矸石山自燃溫度和風流分布不均勻。
煤矸石成分復雜，包括可燃物質和惰性物質。由於煤矸石粒度不均勻，自燃後的自熱速度、溫度分布、氣流速度、自燃時間、燃燒強度分布不均勻，也導致溫度和氣流分布不均勻。
5.煤矸石山具有壹些不同於其他多孔床的燃燒特性。
燃燒的發展過程非常緩慢和隱蔽，燃燒區的厚度大於其他多孔床，如自燃式反應器，燃燒強度相對較低。由於煤矸石及其燃燒產物具有良好的隔熱性能，縫隙中的氣流速度很低，使得煤矸石山燃燒區域在初期是不連續的，並且這種狀態可能會保持很長時間；燃燒火區的轉移和擴展主要取決於火焰或陰燃的蔓延和熱氣流的擴散。矸石山深部殘煤的自熱過程是矸石山自燃的主要原因。如果局部地區的矸石山溫度仍高於矸石山自燃的臨界溫度，經過壹定時間的滅火後，矸石山仍會復燃。煤矸石的礦物成分和化學成分非常復雜，其中可燃物質主要由C、H和S組成，如硫化物、油頁巖、碳質沈積物、殘煤和雜物等。由於煤矸石的堆積方式，煤矸石燃燒壹般是在供氧不足的情況下進行的，屬於不完全燃燒。
煤矸石山自燃的上述特點給滅火帶來以下問題:前期難以發現煤矸石山自燃，增加了滅火工作量；煤矸石山自燃區域位置難以診斷，容易遺漏火區或盲目擴大滅火範圍；火災規模較大的煤矸石山，很難將火完全撲滅，復燃的可能性也比較大。
二、防止矸石山自燃的措施
通過對陽泉礦區自燃煤矸石山的調查，發現其自燃主要是由於煤矸石中黃鐵礦和可燃物質含量高。黃鐵礦氧化釋放並積聚熱量，點燃可燃材料；再加上煤矸石的自然堆積，煤矸石之間的孔隙和通道為空氣流通(供氧)提供了條件。因此，治理自燃煤矸石山的關鍵應該是降溫、固硫、隔氧。
1.盡量減少煤矸石中的可燃物質，如煤、黃鐵礦和碳質巖石。
煤矸石在常溫下與空氣中的氧氣有很好的結合能力，主要是因為它含有可燃物質——主要是煤、黃鐵礦和碳質巖石。為了防止煤矸石自燃，從煤矸石中回收煤和黃鐵礦是可行的。
從煤矸石中回收煤的方法可分為幹法和濕法。幹法很簡單。根據煤矸石中含煤量和粒度組成的特點，選擇合適孔徑的篩子進行篩分。篩選出的組分具有較高的熱值，可用作動力煤。國內也有很多煤礦采用人工分揀的方式從矸石中回收煤炭。濕法生產系統與重力選煤方法相同，使用重介質分選機和跳汰機進行分選，只是它處理的是煤矸石。目前，我國專門的煤矸石洗選廠很少，但美國、英國、比利時等國家采用這種方法取得了良好的效益。另壹種濕法生產系統比前壹種更簡單，其主要設備是水力旋流器。破碎到壹定粒徑的矸石進入水力旋流器後，在離心力的幫助下，密度低的煤從上面排出，而密度高的矸石從下面流出。美國、波蘭等國都建立了這樣的煤矸石洗選廠，也取得了良好的經濟效益。
由於去除或回收了煤矸石中的可燃物質，可以使煤矸石的灰分提高到90%以上，達到同樣的防火效果。但根據我國國情和陽煤集團每年排放700×104t煤矸石的實際情況，上述去除煤矸石中可燃物的方法難以實現。因此，根據各礦情況，可采用幹法、濕法或人工手選，做壹些可行的工作，降低可燃物含量。
陽煤集團五礦排出的煤矸石中，粒徑小於13mm的煤矸石熱值約為11.3MJ/kg，剛好符合沸騰爐用燃料的熱值標準。為進壹步利用煤矸石資源，並作為煤矸石山的防火措施，於065438-0997年08月在煤矸石山設置幹選系統，用孔徑為12 ~ 14 mm的振動篩對煤矸石進行分選，有條件的地方可以繼續使用這種方法，不僅有利於煤矸石的綜合利用， 也是壹種節約能源的方法，經濟效益顯著，對防止煤矸石山自燃和復燃有很好的效果。
2.固硫
煤矸石中黃鐵礦的放熱氧化是煤矸石自燃的重要因素，因此抑制黃鐵礦的氧化可以有效控制煤矸石的溫升和自燃。黃鐵礦氧化包括化學氧化和微生物催化氧化。通過添加化學物質使煤矸石表面的塗層起到抑制氧化的作用，可以抑制黃鐵礦的化學氧化；黃鐵礦的微生物催化氧化使氧化速率提高了106倍，因此控制微生物催化氧化成為抑制黃鐵礦氧化的關鍵。目前，國內外許多學者做了大量的研究，篩選出許多化學物質來殺滅氧化亞鐵硫桿菌，從而抑制煤矸石中硫化鐵的氧化。
3.設計新的排矸方式，降低矸石的坡度和高度，盡量隔絕氧氣，抑制氧化。
我國傳統的排矸方式是先將矸石拉到矸石山最高處，然後傾倒，讓其自然滾動。這種方法的優點是排矸系統簡單方便，但由於矸石間隙大，排矸坡推進速度慢，容易引起自燃。研究表明，煤矸石山堆積高度低於臨界高度時不會發生自燃。可以采用分層堆放(並壓實)的方式，保證每層煤矸石的堆放高度低於其臨界高度(如5m)，同時降低煤矸石山的坡度，減少休止角，從而防止煤矸石山自燃。
國外采用“分層壓實覆土密封”的方法排矸，收到了很好的效果。
(1)前蘇聯Donets礦山設計研究院的實踐
用推土機將廢石推至預定的廢石場，壓平壓實或振動壓實。壹般每0.2~0.3m壓實壹次，盡量減少廢石的空隙率。用粘土或粉煤灰等惰性材料覆蓋並壓實矸石堆的邊緣和邊坡，特別是矸石堆邊坡底部，大塊矸石多，孔隙率大，應特別覆蓋並壓實，使矸石覆蓋層與地面接觸處形成緊密的整體。當矸石堆或臺階式平臺(每個平臺寬6m，高12m)達到壹定高度停止使用時，其表面也覆蓋壹層惰性材料並壓實，使整個矸石堆形成壹個封閉體。惰性材料塗層的厚度壹般為30 ~ 50厘米。通過改變矸石山的供氧和蓄熱條件，也可以達到防止矸石自燃的目的。通過對供氧機理的分析、最小臨界風速的確定以及矸石和黃土滲透性的測試可知，降低矸石的滲透性，使矸石中的氣流速度小於自然條件下的臨界流速，可以防止自燃。為防止雨水沖走覆蓋層，臺階式平臺上必須設置排水溝，平堆矸石山采用自然放坡排水。實踐證明，這種疊加方法極其有效。
(2)美國采用的分層疊加法。
推平並壓實矸石。每隔5m厚的矸石層覆蓋50cm厚的填料，使壹層矸石和壹層土交替堆放。矸石山的斜坡上也覆蓋著土壤。隨著矸石堆的增加，在覆蓋的坡面上種植植物，最後在矸石堆頂面覆土，植被作為保護層。在多雨地區，垃圾堆放場必須設有排水溝。
為了防止矸石山自燃，陽煤集團通過實踐，采用了壹套科學的排矸方法，總結出了“自下而上、分層排放、減少淩空、周邊覆蓋”十六字排矸新工藝，收到了良好的效果。
4.降低煤矸石山的溫度
煤矸石山自燃主要是由於煤矸石中的可燃物自熱，使煤矸石山溫度升高。當溫度上升到煤等可燃物加速氧化的臨界溫度時，煤矸石山的溫度迅速上升，達到煤等可燃物的燃點，煤矸石山開始自燃。因此，通過測量煤矸石山內部的溫度，可以在煤矸石的溫度達到加速氧化的臨界溫度之前，通過降溫法、註漿封堵法、低溫惰性氣體法降低煤矸石的溫度，防止其自燃。這與自燃後的處理相比，可以大大降低處理成本。
5.盡量防止水浸入煤矸石山。
適當的水分含量可以加快煤矸石中煤和黃鐵礦的氧化速度，降低煤等可燃物的燃點，對煤矸石的自燃有重要的促進作用。因此，修建排水溝排出煤矸石山的水是有效抑制煤矸石自燃的輔助措施之壹。