如前所述，煤矸石山自燃取決於供氧條件，而供氧通道是由煤矸石之間的孔隙和孔道形成的，由此向煤矸石山內部補給新鮮氧氣。在煤矸石山內部，利於氧化反應生成熱的積聚，所以燃燒首先在這裏開始，且發展過程十分緩慢而隱蔽。在煤矸石山自燃的初期階段，燃燒涉及的矸石數量很少，燃燒強度不大，釋放熱量很少，自燃區溫度也不高，處於緩慢引燃狀態，時間較長。因此，煤矸石山自燃的早期發現和自燃區的準確定位都很困難。
自燃煤矸石山的治理技術可分為防與治兩個方面。在如何防止煤矸石山發生自燃方面，國外主要產煤國家如前蘇聯及美國積累了較多經驗，國內煤矸石山滅火技術的研究及實踐起步較晚。據報道，美國治理的成功率不到50%，而我國更低。到目前為止，還沒有壹種成功的經驗和很成功的實例。多數是前期成功，後期失敗，治理幾年後又發生復燃的現象頻頻出現。
我國在煤矸石山滅火技術方面也進行了長期的探索，起初使用清水澆灌滅火法，現在證明其不但不能滅火，而且會引起更嚴重的問題。自燃較嚴重的矸石山，少量水進入後，形成蒸汽，與熾熱煤矸石發生水煤氣反映，產生氫氣。氫氣的爆炸危險性遠大於壹氧化碳，爆炸下限低，引燃火源要求低，發生爆炸事故可能性大。另外，水在矸石山內部無法控制其流向，不能保證所有火區都被水熄滅。由於水的作用增加了矸石山內部的孔隙率，通氣性能大為提高。只要停止澆灌，殘余的火區在充足氧供應條件下很快復燃並發展。所以，滅火實踐的壹個教訓是不宜也不能采用清水澆灌法滅火。
國內外煤矸石山的滅火方法主要有火源挖除冷卻法、註漿法、覆蓋法、控制燃燒法、泡沫（凝膠）法、低溫惰性氣體法等。這些滅火方法都各有其優勢和使用範圍，也均存在壹定的局限性。
壹、挖除冷卻法
自燃火區挖除冷卻法是最簡單的壹種方法，國外許多煤礦曾經采用過，國內煤礦也曾經實驗應用。煤矸石作為維持燃燒能力非常低的可燃物，只要破壞自燃火區的保溫能力，就能夠迅速向環境釋放熱量，本身失去反應放熱和向環境散熱平衡的條件，溫度迅速降低，火區逐漸熄滅。這種方法最大的缺點是安全問題，美國曾經發生過數次傷亡事故，被揭開的矸石山有大量空氣進入，容易造成內部可燃氣體達到爆炸限，引起爆炸。高溫狀態下的煤矸石也促使操作條件十分惡劣，人和設備損害嚴重。其次是這種方法滅火的徹底性存在問題，滅火後還可能在當地復燃。這種方法實際上只適用矸石山自熱初期階段，而大多數矸石山缺乏對矸石山熱狀態的監測能力，該方法沒有得到推廣。
二、註漿法
註漿法是目前國內外廣泛采用的滅火技術。註漿法通過降溫與隔氧兩方面的***同作用來達到滅火的目的。按照漿液註入的深度差異分為表層噴漿法和深部註漿法。表層噴漿法壹般將漿液噴灑在煤矸石山表層或挖坑開溝，在坑、溝內灌入石灰漿。深部註漿法的工藝過程是：先將滅火材料制成壹定濃度的漿液，再在煤矸石山著火區布置壹系列鉆孔，然後用註漿泵將滅火漿液註入煤矸石山內部。滅火漿液接觸到高溫煤矸石後，漿液中的水分急劇蒸發，帶走大量熱量，使煤矸石降溫；漿液中的固體物質則包裹在煤矸石表面，或充填在煤矸石間的縫隙中，起到阻隔空氣的作用；若註漿材料中含有石灰等堿性物質，還可吸收部分煤矸石燃燒釋放出的SO2、SO3等氣體，有助於減輕自燃煤矸石山的汙染程度，而且石灰與SO2、SO3作用生成的亞硫酸鈣與硫酸鈣也有壹定的隔氧作用；同時，煤矸石山內部環境從酸性變成堿性，抑制了硫桿菌類細菌的生長，這樣可大大減小黃鐵礦的氧化速率，減小煤矸石山發生自燃的可能性。
該方法的最大優點是可以使燃燒的煤矸石迅速降溫，並有較好的隔氧效果。俄羅斯、美國、烏克蘭、捷克等國家對這種滅火方法評價較高。各國註漿滅火的工藝相差不多。在頓巴斯礦業公司，采取的方法是將5%的稀石灰乳用噴射器註入煤矸石堆2.5～3m的深處。頓涅克工學院提出的方法是在註漿孔旁布置壹抽氣管，在註漿的同時用真空泵抽氣，使煤矸石山內部的局部區域產生壹個負壓，有利於漿液的滲透。捷克學者提出，在煤矸石斜坡上布置鉆孔應遵循以下原則：下水平鉆孔的上端位置應高於上水平鉆孔的下端位置，這樣可減少空氣滲入煤矸石山內部（圖4-1）。
為了將漿液註入更深的煤矸石山內部，目前廣泛采取的是煤科院杭州環保所提出的深部註漿滅火技術。深部註漿法通過鉆孔將漿液註入煤矸石山內部，滅火效果較好。但深部註漿法的缺點是在火區鉆孔比較困難。矸石山著火主要發生在斜坡部分，壹些大型矸石山的斜坡長度往往超過百米。矸石山大面積燃燒發生後，要進入火區作業相當因難，有害氣體濃度及環境溫度都很高，還要防止上方的滾石傷人，作業人員有壹定的危險性。
圖4-1 煤矸石山斜坡鉆孔布置圖
三、覆蓋包被法
覆蓋包被法就是在煤矸石山表面覆蓋黃土、粉煤灰等惰性物質，來隔絕空氣防治自燃。這種方法比較經濟，是國內外廣泛采用的壹種方法。也可以選用適當的不燃材料或阻燃材料將矸石堆燃燒的地方包裹起來，使之與空氣隔離，因缺氧而熄滅。用作包裹覆蓋的材料，有磨細的石灰石粉、汙泥和黃土、粘土、水泥窯的廢料等，這些材料價格比較便宜，可就地取材。對於已發生自燃的煤矸石山，若煤矸石的溫度過高，在高溫的影響下，原先已覆蓋壓實的表土層會慢慢變幹並產生裂縫，最終導致封閉失效，必須註意養護。采用聚氨酯泡沫作包裹材料，包裹嚴密，不會出現裂隙，但事先必須對矸石堆噴水冷卻，使煤矸石溫度在著火點以下，但這種材料價格較高，在大面積滅火中難以推廣。
目前覆蓋包被法主要用於控制煤矸石山火勢，其滅火關鍵是必須將覆土壓實，同時覆土前矸石須經壹定程度的冷卻。陽煤集團及汾西的水峪煤礦、晉城的古書院煤礦、沈陽的彩屯煤礦等都曾采用此法進行大面積或局部的煤矸石山滅火。
四、控制燃燒法
該方法最早於1980年提出，並於1983年申請了專利。美國在西弗吉尼亞州壹座煤矸石山上進行了控制燃燒法的工業性試驗，其基本設想是讓煤矸石山在受控條件下燃燒，燃燒產生的煙氣經處理後排放，產生的熱量則加以利用。煤矸石山的規模約為9000t，計劃用9個月時間燒完，產生1.2×108kJ熱量。試驗前在煤矸石山底部水平方向上設置了長43m、直徑0.09m的不銹鋼燃燒管以及15m長的多孔集氣管。在試驗風機工作1600小時後，燃燒管因受高溫及抽氣負壓的雙重作用而毀壞，試驗到此中止，估計燃燒矸石700t，產生熱量8.6×106kJ（圖4-2）。
這種方法存在的主要問題是，即使通過風機抽氣強迫供氧，煤矸石山仍處於不完全燃燒狀態。煙氣中含有大量的SO2、CO和H2S等有毒有害氣體，需要進行二次燃燒及其他處理方法加以凈化。另外煙氣溫度高，腐蝕性大，設備尤其是管道的埋設與防腐處理成本高，難度大。
圖4-2 控制燃燒法工藝流程圖
五、泡沫法
泡沫法是向火區灌註泡沫滅火劑，用來隔絕氧氣與吸收熱量，降低煤矸石溫度，以達到滅火的目的。與普通註漿法相比，泡沫作為水的壹種輸送形式，可以使水較長時間保持在煤矸石空隙中，而不會很快從煤矸石縫隙中流走。因此與註水法相比有更好的降溫隔氧效果。
泡沫主要由水、發泡劑組成。發泡劑的發泡倍數高，可以很快充滿煤矸石間空隙，但這樣的泡沫很易破裂。發泡倍數低的泡沫雖然持久力較強，可不壹定能充填滿空隙。壹般應選擇中等發泡倍數的發泡劑，並加入增稠劑或凝膠類物質以提高泡沫的穩定性。
美國用這種方法在小型工業性試驗中取得了成功，但煤矸石山是露天堆放，在風吹雨淋下，如何保持煤矸石縫隙間泡沫的長期穩定性，仍是壹個難題。西安礦院在小型煤堆上嘗試了凝膠法滅火，與澆水法相比，凝膠可以更長時間密封噴灑區，效果明顯，但在高溫作用下凝膠發生脫水現象，影響滅火效果。
六、低溫惰性氣體法
低溫惰性氣體法是向火區註入液氮、液態二氧化碳等惰性氣體，利用其氣化時巨大的吸熱作用，使煤矸石山快速降溫，同時殘存在煤矸石山空隙中的惰性氣體也可起到隔絕氧氣的作用。低溫惰性氣體註入煤矸石山後，在液態變成氣態的過程中吸收大量熱量，同時體積急劇膨脹，形成壹個冷壓力波，然後迅速從註入源擴散，從而低密度熱煙氣被排擠上升至地表，同時起到隔絕新鮮空氣進入矸山的作用，達到滅火降溫雙重目的，使火區在壹段相當長時間內保持低溫，使煤矸石山內部著火點冷卻至臨界溫度以下。實踐表明，該方法單用液氮或固體二氧化碳不如二者混合使用效果好，因為混合物輸送容易，相對成本較低。通過現場試驗，采用低溫惰性氣體法滅火，成本和傳統註漿滅火方法相當，但註漿法的滅火漿液受重力的影響，主要是向下方滲透，而這種冷態氣體的擴散不受重力影響，作用範圍更大，效果更均勻。
在壹定條件下低溫惰性氣體法可以與註漿法結合使用效果可能更好。我國平煤集團公司四礦采用的滅火方法是利用CO2滅火降溫，再與灌漿法相結合進行綜合治理，取得了較好的效果。首先利用煤礦井下滅火專用的KY-360型CO2發生器制造CO2氣體，在矸石山自燃點利用自制的專用打眼設備進行人工打眼，將CO2氣體註入，最後采取灌漿法處理，使著火源隔絕空氣，鞏固滅火成果。
美國用此法進行了小型試驗，在溫度約為100℃的煤堆（l5.3m3）中以0.38 m3/h的速率註入了5t的液氮，在註漿點附近數分鐘後溫度即降到了-68℃，煤堆的最低溫度降到了-170℃，壹個月後才恢復到-20℃。這種方法的降溫效果無疑是非常好的，但冷卻煤矸石需大量的惰性氣體，氣源及滅火成本是這種方法的主要問題。目前美國許多礦區正進行大規模的工業性試驗。
七、煤矸石山自燃阻化劑的阻化
為了防治矸石山的自燃和改善礦區環境質量，揭示和研究矸石山煤矸石自燃阻化劑的阻化作用機理，尋求高效的煤矸石山自燃阻化劑，近年來研究發現帶有吸附基團的高聚物和表面活性劑組成的聚合物乳液對煤矸石自燃具有較好的阻化作用。該研究成果對矸石山煤矸石自燃治理具有壹定的指導意義。由高聚物和表面活性劑組成的聚合物乳液，由於帶有吸附基團的高聚物形成多點吸附阻止氧氣與煤矸石表面接觸，而表面活性劑由於其具有親水和親油兩種基團，所以其親油基團與煤矸石接觸、親水基團則伸向空氣，使得煤矸石獲得親水性，其乳液在煤矸石表面形成壹層水膜，阻止了空氣與煤矸石的接觸，起到阻化的作用；帶有NH4+基團的高聚物阻化劑具有在高溫下釋放NH3氣的作用，所釋放的NH3氣可以阻止矸石山煤矸石與空氣中的氧氣接觸，有利於防止自燃的作用。帶有吸附基團的高聚物和表面活性劑組成的高聚物乳液自燃阻化劑可防止煤矸石的氧化放熱，從而達到預防煤矸石山自燃的目的，但這種方法的成本較高。
綜合上述分析，歸納曾經使用和現有自燃煤矸石山滅火方法，以及其應用前景和適用條件列於表4-1。
表4-1 自燃煤矸石山滅火方法及發展前景
續表