4. 掘进工作面瓦斯传感器布置
掘进工作面与回采工作面最大的不同在于：巷道本身在向前延伸，通风方式多为局部通风机压入式供风，独头巷道只有一个出口，污风与新鲜风都要经过同一条巷道。因此瓦斯传感器的布置不能照搬采煤工作面“上隅角+回风巷”的思路，而要围绕“掘进头—掘进巷道—回风流”这条唯一通道来设计。本节按布置原则、关键点位确定、随掘进动态调整三个层次展开，并结合一条典型煤巷掘进案例说明具体做法。
一、布置原则：三个“必须”与一个“不得”
掘进工作面传感器布置应遵循以下基本原则。第一，必须覆盖瓦斯最容易积聚的位置：掘进头附近（尤其是巷道顶部、支护后方空顶区）和掘进巷道回风流。第二，必须保证传感器处于能真实反映该点风流瓦斯浓度的位置，即安装在风流稳定、无涡流死角、距巷壁和顶板有规定距离的断面内，避免被风筒、支护材料遮挡。第三，必须与断电控制范围匹配：传感器报警值、断电值所对应的控制区域应覆盖掘进工作面及其回风流中全部电气设备。同时有一个“不得”：不得将传感器挂在风筒出风口正前方，否则测到的是新鲜风流稀释后的低浓度，失去监测意义。
从参数关系看，掘进工作面通常设置两类测点：掘进头测点（T1）和掘进巷道回风流测点（T2）。T1 的报警浓度一般取 1.0% CH₄、断电浓度取 1.5% CH₄；T2 的报警与断电浓度一般取 1.0% CH₄。这些数值是《煤矿安全规程》框架下的常用取值，具体矿井应以本矿瓦斯等级、通风设计和安全技术措施为准。理解参数关系的关键是：T1 反映源头涌出，T2 反映整条巷道汇流后的结果，两者浓度差可以辅助判断瓦斯来源是掘进头涌出还是巷壁、采空区邻近层涌出。
二、关键点位确定方法
掘进头测点 T1：应布置在掘进工作面迎头至局部通风机风筒出口之间的风流中，通常设在距迎头约 5 m 范围内、巷道顶部下方约 200～300 mm 处，且位于风筒出风流的有效射程内。这样既能捕捉迎头落煤、片帮释放的瓦斯，又不会被风筒直吹造成读数偏低。若迎头采用长抽短压或混合式通风，T1 应布置在压入风筒出口与迎头之间、能代表迎头风流的位置。
回风流测点 T2：应布置在掘进巷道回风流中，一般设在距掘进工作面回风汇合点（或掘进巷道出口）10～15 m 的回风侧，且位于巷道顶部下方约 200～300 mm 处。其作用是监测整条掘进巷道汇流后的瓦斯浓度，是判断是否需要切断掘进巷道内非本质安全型电气设备电源的主要依据。
局部通风机与风筒相关测点：在局部通风机吸风口附近、风筒末端等位置，可根据矿井设计增设测点，用于监视风机循环风、风筒漏风等情况。对于高瓦斯或突出矿井，还应在掘进巷道中部、机电设备集中点附近增设测点，形成“迎头—中部—回风”的纵向监测链。
三、随掘进推进的动态调整策略
掘进工作面每天进尺数米，传感器若固定不动，T1 会逐渐远离迎头，测到的浓度越来越接近巷道中部值，失去“迎头监测”的意义。因此必须建立随进尺前移的动态调整机制。常用做法是：以 T1 距迎头距离为控制量，当掘进推进使 T1 距迎头超过约 10 m 时，将 T1 前移至距迎头 5 m 以内；T2 则随回风汇合点位置变化同步调整，始终保持“回风汇合点前 10～15 m”的相对位置关系。
动态调整不是简单挪动探头，而是一套包含断电、复电、校验的闭环操作。以某矿一条断面 4.2 m×3.0 m 的煤巷掘进为例（示例参数，仅作教学说明）：日进尺约 6 m，采用压入式通风，T1 初始设在距迎头 4 m 处。当班进尺累计到 6 m 后，T1 距迎头变为 10 m，达到前移条件。调整流程为：先由监控值班员在安全监控系统中断开该测点关联的断电控制逻辑，避免移设过程中误触发断电；再由瓦检员携带便携仪在移设点实测瓦斯浓度，确认低于 0.8% 后方可作业；移设后重新吊挂、接线、送电，系统恢复对该测点的采集与断电闭锁；最后用标准气样对传感器进行调校，并在台账中记录移设时间、位置、调校结果。
四、典型掘进巷道案例分析
某高瓦斯矿井一条煤巷掘进工作面，设计长度 800 m，已掘 320 m，采用 2×30 kW 局部通风机压入式通风，风筒末端距迎头约 8 m。某班监控系统显示 T1 浓度由 0.45% 缓慢上升至 0.72%，T2 由 0.38% 上升至 0.55%，两者同步上升且差值基本稳定。瓦检员现场检查发现迎头后方约 6 m 处顶板有淋水、片帮，空顶区瓦斯积聚。处理措施为：立即停止掘进，加强迎头支护，将风筒末端前移至距迎头 5 m 以内，增大迎头风量；同时将 T1 前移至距迎头 3 m 处并重新调校。处理后 T1 降至 0.40%，T2 降至 0.35%，恢复正常掘进。
该案例说明两点：一是 T1 与 T2 同步上升、差值稳定，通常指向掘进头涌出增加或迎头风量不足，而非巷道中段局部涌出；二是传感器位置与风筒末端位置必须联动管理，风筒末端距迎头过远会造成迎头风流短路、瓦斯积聚，此时即使传感器读数尚未超限，也已存在隐患。因此日常管理中应把“风筒末端距迎头距离”和“T1 距迎头距离”作为同一张检查表上的两个关联项，每班核对。
综上，掘进工作面瓦斯传感器布置的核心是抓住“独头巷道一条通道”的特点：T1 盯住迎头源头，T2 盯住回风汇流结果，中部测点按需补强；位置确定要兼顾代表性、安全距离和风流条件；动态调整要与进尺、风筒末端位置、断电闭锁和调校记录形成闭环。只有把“布点—移设—校验—断电”作为一个整体管理，传感器才能真正起到预警和闭锁作用。