富水采空区水量较大,位置、深度范围难以确定,在工作面回采与巷道掘进过程中容易发生威胁性较大的突水灾害,特别是在我国数量较多、分布较广、年代久远的资源整合矿区,大部分存在老采空区资料严重缺失、边界影响范围不明、采空区充积水面积及水量不清、已关闭小煤矿难以开展精确探测工作等难题,给煤矿安全生产造成了严重隐患,因此,采空区水害的勘查与防治一直是矿山安全综合防治工作的重点和难点。目前,煤矿常用的采空区探测方法主要有三维地震、瞬变电磁法、直流电法、大地电磁法、可控源音频大地电磁法等物探方法。瞬变电磁法因其具有横向分辨率高、对富水异常体反应灵敏、施工便捷等优点,近年来发展迅速,成为富水采空区探测最常用的方法之一。瞬变电磁法对含水体反应敏感,但由于瞬变电磁法的体积效应,传统瞬变电磁法数据处理得到的视电阻率断面图中所圈定的低阻异常边界并不代表富水区域的实际边界,这给瞬变电磁成果的解释工作带来的极大的困难。作为瞬变电磁法处理技术的重要发展方向之一,基于雷达中合成孔径理论的瞬变电磁波场成像技术能够求解原瞬变电磁场本不包含的异常体的物性和几何参数而为富水采空区探测提供了新的思路。在雷达中的合成孔径技术领域,国内外学者在算法、应用及成像技术方面做了相关的研究工作,其在医学影像、工程检测等领域取得了一系列的研究成果,合成孔径雷达就是利用雷达目标的相对运动,以单元阵在不同相对空间位置上接收的时间采样信号替代大尺寸源的空间采样信号。由雷达-目标相对运动形成的轨迹构成一个合成孔径来代替庞大的真实孔径,已达到提高分辨率的目的。本文基于合成孔径理论改进了目前的瞬变电磁探测技术,瞬变电磁法同雷达探测类似,也是在移动过程中观测瞬变电磁信号,将所观测到的每一个瞬变电磁测点数据信息等效为一个小孔径,采用波场变换与合成孔径成像技术对其进行处理,提高了探测结果的分辨率。本文针对某矿91304工作面的探测任务,优化了瞬变电磁的观测方法,采用了合成孔径技术对其进行了成像,并同传统方法进行了对比分析。研究结果表明,经过合成孔径技术处理得到的波场曲线在电性界面附近表现为较为明显的幅值跳动,在一定程度上反映了电阻率变化的剧烈程度,明显提高了瞬变电磁法的纵向分辨率,能够确定明显、较为连续的电性界面;同传统瞬变电磁法数据处理结果相比,在合成孔径成像断面图中,富水采空区边界与所圈定的电性界面存在显著的对应关系,基于合成孔径的瞬变电磁探测技术能够准确、有效地分辨富水采空区的深度及边界范围,克服体积效应带来的不利影响,为采空区水害防治提供依据。