煤矸石是煤炭開采與加工過程中產生和排放的固體廢棄物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的黑灰色巖石。煤矸石產量約占煤炭產量的10%~15%，而且隨著我國經濟發展規模的擴大和對能源需求的不斷增長，以及煤炭儲量的逐年減少和產量的不斷提高，煤矸石占煤炭產量的比例呈不斷上升趨勢，現已形成大小數千座矸石山，全國大約1/3的矸石山正在發生燃燒。

煤矸石自燃是一個較為普遍的現象，因而大量堆積的煤矸石自燃不僅白白浪費了寶貴的資源，而且燃燒過程中排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及煙塵等，還嚴重污染大氣環境，危害礦區人民的身體健康。煤矸石經雨水淋溶形成的含有有害的重金屬離子的酸性水滲透到地下，會嚴重污染礦區和周邊環境的地表水、地下水以及土壤。因此煤矸石、矸石山的堆積和自燃嚴重破壞了礦區以及周邊的生態環境。

煤矸石的自燃，是一個極其復雜的物理化學變化過程，它從常溫狀態轉變到燃燒狀態，其氧化過程不僅受到煤矸石的物理化學性質所制約，同時也與煤矸石的巖相組成、水分含量、煤矸石的比表面積、孔隙率以及矸石山所處的自然環境和堆積方式等有關。

1.煤矸石山發生自燃的條件

（1）有可燃物質。

（2）有空氣中的氧氣流通通道。

（3）有蓄熱能力和高于燃燒的溫度。

2.煤矸石山發生自燃的過程

（1）氧氣在矸石山表面或通過縫隙和大裂縫滲入矸石山內部吸附潛伏。

（2）煤矸石的緩慢氧化并釋放大量的熱，從而造成熱量積累。

（3）熱量積累從而加速氧化并自燃。

（4）充分氧化自燃。

煤矸石的自燃實際上是煤的自燃，從緩慢升溫階段到自動加速階段時的溫度稱為煤矸石自燃的臨界溫度，它因成分不同，一般在80~90℃之間，矸石溫度超過臨界溫度，即具備自燃條件。

綜上所述，煤矸石的大量堆積，嚴重地污染礦區的生態環境，尤其對于自燃的煤矸石所散發出的大量有害氣體，在一定條件下引起和加重區域內的酸雨問題，其危害還包括腐蝕金屬設備和器材、腐蝕建筑物、土壤酸化、農作物和樹木枯萎衰退，不僅造成不可估量的經濟損失，而且導致人類賴以生存的環境質量不斷惡化。

矸石山自燃綜合治理主要技術是：紅外熱像儀探測表面溫度、測溫鉆孔探測深部溫度及孔內采取氣體化驗分析、分析判識自燃區域范圍及自燃深度、淺孔注漿控火、深孔灌漿滅火、充填夯實隔氧及局部封閉處理等。

注漿材料一般選用黃土，配合徐州吉安研發的MAG-Ⅰ型復合膠體防滅火材料與黃泥漿或粉煤灰漿復配使用，可以顯著提高漿體濃度，減少管路堵塞幾率，提高灌漿效率和灌漿質量，屬灌漿增強型防滅火材料。

MAG-Ⅰ型復合膠體防滅火材料顯著提升了黃泥灌漿的防滅火效果，與黃泥灌漿系統配合使用，綜合效能數倍于單純黃泥灌漿：

（1）固液比高，固液質量比最高可達1.5，是單純黃泥漿固液比的7倍，顯著提高注漿效率；

（2）保水量大，黃泥漿沉積物固水率超過50%，相比單純黃泥漿具備更好的降溫性能；

（3）固水性好，將易流動的常態水螯合成水凝膠，并與黃土吸附在一起，顯示出良好的固水特性，在采空區可以長久保水，顯著延長漿體有效期。

（4）熱穩定性好，水凝膠和黃土形成的沉積物可以耐受1000℃以上的高溫不坍塌，不融化。

（5）充填堵漏效果好：水凝膠和黃土形成的沉積物固含量高，粘結性好，相比單純黃泥漿具備更好的充填性能。

（6）安全性高：與水混合反應過程不產生熱量，游離水被水凝膠纖維固結并與黃土吸附在一起，遇到高溫明火時不會出現急劇汽化的現象，可以杜絕水煤氣爆炸的危險。

（7）產品無毒、無腐蝕性、安全環保。