煤炭工业发展“十三五”规划要求建立健全煤矿安全生产长效机制、改善职工健康状况,但当前我国煤矿安全生产形势仍然十分严峻。矿井掘进工作面因爆破作业,会瞬间产生大量碳氧化物、氮氧化物等有毒有害气体及矿尘,并随通风扩散至整个掘进巷道及矿井通风网络中,而这些污染物对于矿井安全生产及作业人员的生命安全构成了重大威胁。因此,建设掘进工作面在线监测系统,掌握烟气危险源动态扩散规律,实时感知危险源并提供风险防控参考,这对于保障掘进作业的长效安全进行与职工职业健康,实现现代化矿井智能通风与应急调控具有十分重要的实践意义与研究价值。鉴于此,本文以石壕煤矿12182掘进工作面污染源在线光学监测与智能辨识为研究课题。首先,根据工作面现状分析了现场监控存在的不足与现实需求,基于紫外可见、红外光谱吸收式气体浓度测量方法并结合束管监测技术,有针对性地设计了掘进工作面分布式在线光学监测系统。其次,为满足污染物浓度在线监测系统调校与性能评估的需要,采用数值方法再现了掘进工作面烟气扩散过程与瞬态分布特征,建立了污染源时空演变特性仿真大数据。最后,通过研究有害气体多尺度光谱(紫外可见纳米级、红外微米级)并结合污染物分布大数据,建立了多元组分浓度与光辐射特性之间的映射模型,分析了污染源光学监测信号的时域特征及其影响因素。同时引入人工智能算法,实现了传感器的高精度非线性校正及污染源浓度分布的实时重构。通过上述研究,本文提出了矿井掘进工作面分布式双波段协同在线监测系统与污染源光学智能感知、辨识方法,研究成果可为现代化矿井监控的自动化、智能化改造升级提供设计依据与技术支撑。