矿井水害事故严重威胁着井下工人的生命安全和煤矿生产的安全运行。所以急需准确的矿井水害超前探测技术以增强矿井水防治能力。目前矿井水害超前探测方法主要有钻探法、直流电法、瞬变电磁法和探地雷达法等,瞬变电磁法以其操作便捷、方向性强、探测距离远和对低阻区敏感等优点,已成为煤矿水害超前探测的最佳选择方法,但是目前瞬变电磁探测技术仍然存在有效探测距离太近和对微弱的二次场信号接收能力较弱等问题,为此本文开展了瞬变电磁收发端结构的优化设计,以增强发射端产生的一次磁场信号强度和对微弱二次磁场信号的接收能力。本文主要研究内容如下：(1)设计了一种瞬变电磁8字形发射线圈,采用MAXWELL仿真软件对瞬变电磁8字形发射线圈和方形发射线圈进行了仿真分析,通过对比8字形发射线圈和方形发射线圈在不同大小电流情况下产生的磁场分布发现,8字形发射线圈在远距离位置具有较强的聚焦能力,在近距离位置能产生明显大于方形线圈的磁通密度。(2)采用FPGA技术设计了瞬变电磁发射电路,利用EXB841模块设计了驱动电路,实现对H桥路的四个MOSFET管的有效驱动,同时改变传统桥路的控制策略,实现对MOSFET管的快速关断；在设计中采用RCD吸收保护电路减小浪涌电压对MOSFET管的影响,改善发射电路输出波形。通过实验发现设计的瞬变电磁发射电路产生的波形是比较标准的矩形波。(3)采用高灵敏度的磁棒作为瞬变电磁探测系统的接收端子,实现对微弱信号的有效接收；同时设计了一种多点阵列式接收结构,通过对各路信号的综合分析实现对目标体空间位置的准确定位；在信号采集电路中采用了24位A/D转换器来提高瞬变电磁设备的分辨能力。通过多组实验表明,磁棒在纵深探测时能很好的对目标体进行定位,而在超前探测实验中发现,磁棒表现出较高的视电阻率值,对高阻区域反映较为灵敏。