日益复杂的煤矿地质条件和探测环境,对井下含水构造的探测提出了更高的要求。为保障煤矿安全生产,亟需发展精细探测方法与技术。本文综合运用物理模拟、数值模拟以及井下应用多种方法,开展了矿井瞬变电磁监测响应特征及应用研究。通过数值模拟和物理试验,建立巷道掘进工作面以及回采工作面异常体模型,进行了掘进工作面异常体瞬变电磁响应特征和定位计算,以及对回采工作面疏放水过程中瞬变电磁响应展开了研究。在此基础上,提出矿井瞬变电磁监测技术并在矿井下进行了应用,为瞬变电磁法应用于矿井水害探测提供一种新的思路。主要研究成果如下:（1）在掘进工作面超前监测定位实验中,建立低阻异常体与掘进工作面模型,研究了低阻异常体的瞬变电磁响应特征及其与异常体距离与方位的对应关系。当异常体位置与迎头测点的距离由近到远时,对应测点的感应电动势值逐渐下降。当改变异常体的方位时,瞬变电磁法在横向上具有较好的分辨率,能够反映异常体的方位特征。在掘进监测中,随着巷道向前掘进,同一异常体的瞬变电磁感应电动势逐渐增大,同时,瞬变电磁监测也能捕捉到异常体相对于迎头方位的改变,通过多次异常范围的叠加,可以对异常范围进行精细定位。与单巷道监测相比,双巷道掘进监测具有更强的方向定位优势。（2）开展了异常体瞬变电磁响应数值模拟实验,研究了感应磁场在工作面探测范围中的扩散规律。当存在含水异常体时,感应磁场在模型介质中逐步扩散并衰减,在相对高阻区域衰减较快,而在低阻区域衰减速度缓慢,最终使得感应磁场主要集中在低阻异常体区域。当含水体被完全疏干,异常体呈现高阻异常,此时感应磁场在工作面的传播中会近似呈现均匀向外部扩散,在异常处发生轻微畸变,但效果不显著,对高阻异常体响应不明显。当测点逐渐靠近含水异常体时,感应磁场强度逐渐增大,感应电动势也逐渐增大。而当异常体的含水率和含水量逐渐下降时,对应测点在相应时刻的感应磁场强度逐渐减弱,感应电动势也逐渐减小。（3）将井下回采工作面简化为混凝土模型,利用瞬变电磁监测技术对该模型疏放水过程进行监测研究。该过程主要关注不同阶段探测区域电阻率的变化过程,通过对比瞬变电磁响应特征和视电阻率变化规律可以用来评价工作面疏放水的效果。随着含水异常体疏放水的进行,含水量逐渐减小,电阻率图的整体电阻逐渐增大,低阻异常区域逐渐减小,瞬变电磁监测能够捕捉到工作面含水量的变化,在监测回采工作面疏放水过程中具有可行性。（4）在物理实验和数值模拟研究的基础上,将瞬变电磁监测技术运用于井下实际工程,进行采空区超前监测定位以及回采工作面陷落柱疏放水监测研究。井下巷道迎头超前监测定位提高了对低阻异常体定位的准确性,减少了钻探的盲目性和工作量。在回采工作面陷落柱疏放水过程中,采用矿井瞬变电磁监测技术对工作面探测所圈定低阻异常区域的范围实现多次对比验证,并对疏放水区域的视电阻率情况的变化过程进行监测,从而验证该区域疏放水效果,为工作面安全回采工作提供了可靠的技术指导。该论文有图86幅,表13个,参考文献81篇。