巷道掘进是矿井生产的重要环节，也是矿井预防灾害的前沿阵地，巷道掘进过程中，经常受到各种不良地质条件的影响，给生产和安全带来严重隐患，需对其进行超前预测与预报。直流电阻率法作为超前预测的主要手段之一，现有方法技术在观测系统布置、数据采集及后期数据处理等诸多方面仍存在不足，所以开展直流电阻率法超前探测研究具有重要意义。提出了三维超前探测系统，采用数值模拟、物理模拟与工程应用相结合的方法，由浅入深地研究了直流电阻率法超前探测的各类影响因素（装置类型、计算方法、电极距、巷道影响、异常体尺寸、异常体电阻率比值以及异常体位置）对探测结果的影响，测试了其在三维正反演、水砂槽模型实验以及煤岩巷探测应用中的响应与效果，并提出二维偏移结合三维反演成像的数据处理手段。数值模拟的主要结论有：（1）二极装置对前方异常的定位效果与视电阻率曲线的收敛性均优于三极装置；（2）电极距的大小对AGI正演结果基本无影响；（3）布置在底板侧帮交界处的电极受巷道影响小于布置在底板或侧帮的电极；（4）异常体任一方向尺寸增大，正演得到的低阻响应更强，位置识别更精确；（5）对低阻异常的定位效果优于高阻异常，异常体电阻率比值与1差异越大，正演的效果越显著；（6）离异常较近测线的视电阻率曲线具有极值更明显，幅度变化更大，尾支收敛速度更快的特点；（7）通过多点源偏移处理，可有效排除旁侧异常。物理模拟与工程应用的主要结论有：（1）实验模型尺寸有限，边界影响显著，“无穷远极”无法达到现场施工要求，二维超前偏移难以定位异常体；（2）对数据进行三维反演，可一定程度上消除深度影响造成的视电阻率梯度渐变，从而准确识别异常位置；（3）现场数据受边界效应与“无穷远极”影响较弱，二维超前偏移视电阻率图可以结合三维反演图或现场资料联合解释、互相印证、综合分析；（4）布袋电极可适用于各类复杂的巷道施工环境，电刷电极则针对孔中电法取得了良好的应用效果。