在自燃之前，煤矸石山中的空隙和孔道為黃鐵礦和炭質可燃物的氧化提供空氣;在自燃之後，它們又為可燃物質燃燒補給空氣。由於煤矸石山的燃燒首先從中部開始，因此透過空隙和孔道輸送空氣的速度比較緩慢;另外空隙和孔道較小，氧氣供應不充分。所以從整體上說，矸石山燃燒是在供氧量不足情況下進行的，其燃燒性質屬於不完全燃燒。不完全燃燒的結果除產生二氧化硫和二氧化碳外，還產生大量一氧化碳、硫化氫和碳氫化合物等，從而造成大氣環境的汙染。煤矸石山燃燒速度緩慢，燃燒時間長，一座大型煤矸石山往往要燃燒十多年，甚至幾十年的時間。

燃燒的煤矸石山在雨季有可能發生爆炸，儘管機率較小，但是爆炸一旦發生，有可能危害人們的生命與安全。降雨時，大量水噴灑到燃燒的煤矸石山上，並滲透到煤矸石山內溫度高達800 ～ 1000℃的燃燒區，導致水變成蒸汽並與赤熱的碳發生化學反應，生成氫氣和一氧化碳。大量氫氣和一氧化碳使氣體體積增大。由於煤矸石之間空隙和孔道狹小，大量氣體來不及釋放，導致壓力急劇增高而發生爆炸。另一方面，氫氣和一氧化碳的急劇增加，它們本身也會發生爆炸。