我国煤炭产量和消费量均居世界首位，占国内一次能源生产和消费总量的85％。但是，煤层自燃现象却比较严重。煤自燃不仅严重制约了高产高效矿井的安全生产和发展，而且造成了巨大的资源浪费、环境污染、人员伤亡和财产损失。煤自然发火预报技术是矿井火灾预防和处理的基础，是矿井火灾防治的关键。井下煤层火灾预报的越早、越准确，则扑灭火灾所需的人力、物力越少，救援也就越容易。只要能够准确、适时地进行煤层火灾的预报，就能有的放矢地采取预防措施，从而提高煤矿防火工程的经济效益。因此，掌握煤自燃特性，寻找适时准确反映自燃程度的气体预报指标，研究自燃程度判定技术，做好煤层自燃早期预报工作，将煤自然发火扼杀在萌芽状态意义十分重大。 本文根据煤自燃机理，从微观上研究了煤表面活性基团的活性及其与氧的反应过程和产物，从而为煤自燃程度判定指标的确定提供了理论基础。利用煤自然发火实验台(15t)模拟朝阳矿煤样自然发火全过程，分析煤样温升速率、指标气体的浓度及其比值随煤温的变化规律，得到朝阳矿煤样自然升温过程中特征温度与气体表征参数之间的对应关系，以此对煤层自燃程度(温度)进行判定。通过定性分析有机气体出现温度、单一气体浓度、气体浓度比值等多种参数随煤温的变化规律，结合指标气体的选取原则及其特性，确定出煤自然发火气体预报指标体系；利用灰色系统原理中灰关联分析方法计算出各指标气体浓度变化趋势与煤温变化趋势之间的广义灰色综合关联程度，以综合关联度的大小作为优选煤自然发火气体预报指标的量化依据；结合指标气体定性分析和定量分析的结果，确定每一特征温度段内煤自然发火首选预报指标、第二、第三预报指标。通过数学的分段函数理论及安全系统工程中的可靠度分析方法，建立煤自然发火预报系统模型和判别条件，确定各预报结果的可靠度。利用可视化编程软件Delphi 7，实现预报系统软件的开发。