受测井技术的启发,为增强对井下钻孔空间的利用,结合矿井瞬变电磁技术对煤矿富水区探测的优越性,作者开展了矿井孔中瞬变电磁测量方法及其应用的系统研究,具体地:设计了适用于孔内狭小空间的探测装置,推导了适用于该装置的孔中瞬变电磁场响应理论公式,开展了针对低阻异常体的室内与室外两类物理模拟实验,并深入矿井利用井下钻孔实测实验进行了验证,由此形成了矿井孔中瞬变电磁测量方法。取得的创新性认知与成果如下:(1)设计了孔内全方位瞬变电磁探测的探头形式,并推导了适用于该装置的孔中全空间瞬变电磁响应公式,并基于物理模拟实验、工地实测试验和矿井实测实验的开展提出了矿井孔中瞬变电磁法的数据处理分析方法。具体地,孔内全方位瞬变电磁探测的探头形式为对偶双发射、径向六分量接收;针对实验中背对低阻异常体的通道其接收信号会出现最小电压值这一规律,定义了“偏移量”的概念,从而建立了“测点-偏移量图”和异常位置“气泡图”等数据分析图件。(2)通过4项物理模拟实验、1项室外工地实测试验的开展,证明了论文所提出的孔中瞬变电磁测量方法能够有效地探测钻孔周边的低阻异常,并定位其空间方位。在室内模拟实验中发现:低阻异常基本正对某接收通道时,正对异常的三个通道为正响应且越靠近异常体的通道接收的信号幅值越高,背向异常的通道出现负信号响应且离异常越远的背向通道的负响应信号绝对幅值越大;当低阻异常体基本位于两个接收通道的中分线方向上时,这两个正对异常的通道所测信号为正响应,距离异常近者信号幅值高,其他四个通道的接收信号为负响应,且距离异常远的通道其负响应信号绝对幅值大。此外,低阻异常体大小会影响多测道剖面形态。在1:1的试验场地探测中进一步验证了该方法能够准确地判断低阻异常体的方向性。(3)通过2项矿井实测实验的开展证明了上述矿井孔中瞬变电磁法能够分辨钻孔围岩岩性的变化。矿井孔中瞬变电磁法的现场测试显示了该方法对于钻孔的岩性变化有着较为良好的反映:电阻率越低的岩层对应多测道剖面中的电压幅值越高,电阻率越高的岩层对应多测道剖面中的电压幅值就越低。