煤矸石随煤炭开采洗选加工过程产生，无处理自然倾倒形成矸石山，长期蓄热引发自燃。受煤层煤质影响，煤矸石种类繁多，其中含硫量高的洗选煤矸石排量集中自燃性倾向性大，内蒙古棋盘井镇煤矸石山多为洗矸堆积，部分已长期自燃，严重威胁了环境及居民健康。为预警矸石山自燃，同时科学高效治理已燃矸石山，需对该区中高硫煤矸石进行自燃全过程研究，分析自燃各个阶段气体的析出规律。本文利用同步热分析和质谱仪联用系统（TG-MS）得到中高硫煤矸石氧化燃烧过程中质量、热量及气体析出的同步变化情况，进行关联性分析，并根据数据特点选用Spearman相关系数法进行相关性分析验证。结果表明：中高硫煤矸石中黄铁矿的存在对自燃有促进作用，依据特征温度点氧化燃烧过程可划分为I黄铁矿氧化及气体脱附阶段、II吸氧增重阶段、III挥发分析出阶段、IV燃烧阶段、V燃尽阶段5个阶段。在各阶段H2S、CH4、CO、NO气体均有析出，呈增强趋势，而SO2、CO2、NO2气体在III、IV阶段大量析出。通过Spearman相关分析得到各气体析出量与质量变化呈高度负相关SO2=CO2=NO2＞CO＞NO＞H2S＞CH4。此外，SO2、CO2、NO2气体在III、IV阶段大量析出与质量大量减少高度负相关于-0.87。今后，可继续研究SO2、CO2、NO2气体的可监测性、灵敏性及选择性，分析其作为指标气体的可行性，为矸石山自燃预警提供新思路。