煤礦井下常見的自然災害有頂板、水、火、瓦斯和煤塵五種，簡稱“五害”，其中瓦斯、煤塵管理是煤礦安全管理的重中之重，隨著礦井開采深度不斷加深，瓦斯涌出量逐漸加大，中級地壓與瓦斯異常涌出現象時有發生，同時也嚴重威脅著礦井安全生產，“一通三防”工作的核心仍然是防治瓦斯、煤塵事故。
一、瓦斯、煤塵的形成
瓦斯是礦井在開采過程中，從煤巖體內涌出的有害氣體的總稱，其主要成分是甲烷（CH4），俗稱沼氣，它是一種無色、無味、無臭的氣體，而且具有燃燒性和爆炸性，對安全生產危害最大。瓦斯的成因有多種假說，多數人認為煤層瓦斯是腐植型有機物，在成煤過程中伴生的氣體產物，它的形成大致可分兩個階段（時期），即：從植物遺體到泥炭屬于生物造氣時期，從褐煤、煙煤直到無煙煤屬于煤化變質作用造氣時期。第一階段產生的瓦斯通過滲透和擴散而大部分散失于古大氣中，一般不會保存在煤層內。變質年代中，二氧化碳大部分為地下水的流動所吸收而消失；甲烷，由于地層的隆起、侵蝕和斷裂以及甲烷本身原因，在其壓力與濃度差的驅動下轉移和擴散，部分或大部分散失到大氣中或轉移到圍巖內，只有一小部分保存在煤層內或在運移途中遇到良好的封閉和存儲條件，而形成煤層氣田。
煤塵為粉塵，其主要成分是煤，且其中游離狀態二氧化碳含量小于10%，是煤礦在生產過程的細小顆粒。在煤礦生產中幾乎所有的作業，包括煤炭的采掘、運輸、提升等過程，均能產生礦塵。
但是礦塵的產生量不是絕對的，而是隨著地質情況、煤層賦存條件、煤炭及采煤方法等不同而變化。一般來說，在煤礦井下若沒有防塵措施，每晝夜產生的煤塵量約等于采煤量的1%左右。
二、瓦斯、煤塵的危害
瓦斯爆炸必須同時具備三個條件：一是瓦斯濃度在5%-16%范圍內；二是具有一定溫度的高溫熱源，一般沼氣的點燃溫度為650OC；三是氧濃度，一般在12%以上。瓦斯爆炸的危害主要表現在兩個方面；一是產生高溫高壓導致人員傷亡，破壞礦井設備；二是產生CO等有害氣體，這是造成人員傷害的主要原因。
瓦斯爆炸是煤礦生產中最嚴重的災害之一，甚至引起煤塵爆炸、礦井火災、冒頂等二次災害，從而加重了災害的后果，造成生產難以在短時間內恢復。還有些煤層開采到一定深度后，在生產過程中還能發生煤與瓦斯突出，產生很大的破壞作用。
煤塵是煤礦生產中的另一大危害。其危害主要有兩個方面：一方面是引起職業病——煤肺病和煤矽肺；另一方面是煤塵能爆炸。煤塵爆炸危害性大，一是煤塵爆炸可放出大量熱能，爆炸溫度可高達2000oc甚至更高，這樣的高溫熱源，能再次點燃達到一定濃度的煤塵，使其發生爆炸；二是煤塵爆炸時，氣溫驟升，壓力增大，可達0.7~0.8mpa；三是產生強烈的沖擊波和火焰；四是產生大量的一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳含量可達2%~3%，甚至可達8%，而二氧化碳可達10%以上，這是 造成人員大量傷亡的重要原因。煤塵爆炸同樣必須具備三個條件：一是煤塵具有爆炸性，二是空氣中浮游煤塵具有一定的濃度，三是存在能點燃煤塵的引火源。
