随着煤矿巷道掘进机械化程度提高和对掘进工作面前方地质异常体探测精度和分辨率的要求越来越高,采用瞬变电磁法常规的多匝小回线工作装置在掘进工作面进行超前探测,一方面探测精度和纵向分辨率难以满足生产需要,另一方面机械化掘进使掘进工作面位置超前探测难以实施,而且大型机械的存在对探测结果影响很大。因此,创新掘进工作面瞬变电磁法超前探测工作装置和探测技术,完善其数据处理解释是矿井瞬变电磁法亟待解决的科学问题。提出了在掘进工作面采用常规的多匝数小回线进行三分量发射和钻孔内采用磁探头进行单分量接收的巷-孔瞬变电磁探测方式。基于全空间瞬变电磁场扩散理论和掘进工作面磁源激发,采用数值模拟方法,首先研究了全空间均匀介质和水平层状介质中钻孔周围瞬变电磁场的扩散规律,其次研究了沿钻孔方向和垂直钻孔方向的探测范围,以及异常体的纵向和横向分辨率,最后对典型煤矿隐蔽致灾水源的巷-孔瞬变电磁响应特征进行了系统研究。1)掘进工作面三分量磁源激发下,全空间均匀介质的巷-孔瞬变电磁场分布扩散符合安培定则,x、y分量激发时沿z轴布设接收回线中的感应磁场为0;水平层状介质中,电磁场的分布受到低阻层的影响较大,等值线中心均向低阻层位移动;高阻巷道对巷-孔瞬变电磁法的探测影响甚微;三分量激发下,低阻异常体均会影响到钻孔附近的电磁场分布,证实了三分量磁源激发、单分量接收的巷-孔瞬变电磁探测方式确实可行。2)研究表明巷-孔瞬变电磁法有效探测范围为一个以钻孔为轴、半角为35°的圆锥体;随着异常体沿钻孔走向和径向距离的增大,异常响应幅值均近似指数减小,异常差值曲线反映的异常位置相较于实际,会向靠近发射源的一侧偏移,偏移距逐渐增大,呈线性变化;掘进工作面前方不同方向钻孔的巷-孔瞬变电磁响应特征表明,对于同一异常体,掘进工作面正前方钻孔探测对异常体响应最为明显,定位最准确;掘进工作面巷-孔瞬变电磁法在沿钻孔方向上有很高的分辨率,垂直钻孔方向分辨率较低。3)掘进工作面磁源三分量激发巷-孔瞬变电磁法对不同规模和形状的老空水定位较准确,但老空水规模增大并不会进一步加大定位的精准性,此外对L型老空水也有一定分辨能力。底板含水陷落柱的埋深会影响到响应幅值的大小,越接近钻孔响应值越大,但并不会改变异常差值曲线整体形态,可根据曲线波峰及波谷位置实现对底板和侧帮含水陷落柱沿钻孔方向的定位。含（导）水断层在竖直状态下,异常响应差值的峰值最小,z分量激发所得异常差值曲线反映的断层位置偏向于激发源一侧;断层倾角为90°时,x分量激发所得异常差值曲线波峰两侧基本呈现对称姿态,随着倾角的增大,波峰右侧曲线下降速率大于左侧;随着断层倾向的增大,三分量激发的异常响应差值均增大,且曲线波峰均向发射源一侧移动。4)三分量磁源激发巷-孔瞬变电磁法以z分量激发响应来确定异常体沿z轴方向的位置,x、y分量激发响应曲线更大程度上可反映异常体关于yoz及xoz平面的对称性;此外,对于x、y激发的异常差值曲线,若先出现波峰,后出现波谷,则异常体偏向其坐标的正半轴区域,反之,先出现波谷后出现波峰,异常体偏向负半轴区域,由此可判定异常体所在象限。5)将三分量磁源激发巷-孔瞬变电磁法应用在煤矿富水异常分布的探测中,结合矿井水文地质勘探资料,对实际探测数据进行处理解释,初步确定了富水区的位置。该论文有图56幅,表1个,参考文献85篇。