现阶段,煤炭作为我国主体能源的地位在短期内难以改变,而其开发利用必然会导致各类采空区的产生。采空区具有致灾隐蔽性、多样性、复杂性及突发性等显著特征,采空区水害、有毒有害气体灾害以及由其诱发的不良地质灾害等事故的频发严重威胁着矿井安全高效生产,制约了矿区生态文明建设。为准确探测预报采空区,本文针对全空间瞬变电磁法勘探技术,综合理论研究、数值模拟、现场试验及探测应用等方法,完成如下主要研究工作:(1)基于瞬变电磁法基础理论,阐明了全空间瞬变电磁法应用于探测采空区的基本方法原理。(2)采用三维有限元正演模拟手段开展了均匀导电介质条件下的半空间及全空间瞬变电磁二次场分布及扩散特征对比研究,采空区存在条件下的全空间瞬变电磁场时空演化规律研究,以及采空区围岩介质、充水条件、规模大小、形态特征、距离远近等因素客观差异下的全空间瞬变电磁二次场响应特征研究,并对巷道内存在大型铁器条件下的二次场衰减规律进行了初步模拟研究。(3)在数值模拟研究基础上,补充进行了相对系统化、定量化的井下大型铁器、刮板输送机、锚网及电力等典型干扰下的全空间瞬变电磁响应特征现场试验研究,并总结出了相应条件下的干扰规避措施。(4)结合晋城矿区的采矿地质和水文地质条件进行了探测参数优化现场试验,并提炼出了相应的最优参数。基于上述研究成果,在矿区内进行了含水及不含水采空区的全空间瞬变电磁法现场探测应用研究,取得了良好预测预报效果。