煤在自燃过程中会在不同的阶段产生不同的气体，通过对煤炭释放气体分析，可以判断煤炭是否自燃以及自燃的程度，采取预防措施防止大面积地下煤火的发生。如果在煤矿井下看到水蒸气凝聚在煤壁上，形成水珠，俗曰“煤壁出汗”，或者嗅到煤油味、汽油味、松节油味或焦油味，都是煤田自燃的外部征兆。但这些现象出现的时候，往往地下煤火已经开始燃烧。可以通过人工取样，也可以在井下安装束管系统，定期抽取矿区气体样品，进行化验分析。
煤炭自然发火的机理，业内比较公认的是“煤氧复合作用学说”。煤在自然环境中与空气接触，吸附氧气并产生氧化作用，产生的热量使煤炭逐渐升温，当煤层中产生的热量大于散发的热量时，开始聚热增温。煤炭明显升温的特征值，一般认为在60℃至80℃之间。这一阶段煤的热效应明显，并开始出现干馏反应，生成芳香族碳氢化合物等可燃性气体。当温度继续升高，外在、内在水分蒸发，热解作用加速进行，煤开始出现冒烟现象，当升温达到煤自燃临界值时，就开始着火了。地火形成后，地表和周围土地大范围内因温度极高而生物无法生存，产生很大的生物灭绝。同时，地火也消耗地下水，对地下结构产生很大的影响。
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