我国煤炭资源丰富,山西省又是我国产煤量最大的省份之一,在历史上曾发生过多起重大煤矿安全事故。其中,瓦斯爆炸事故发生率因井下技术设备的提升,安全生产意识的提高,各项井下通风体系的完善,呈现逐年下降的趋势。但煤矿水害问题却还是一直有待解决的困扰矿井安全生产的主要问题之一。矿井水害所造成的巨大生命及财产损失,严重地威胁着各煤炭企业的安全生产。瞬变电磁法是目前公认的用于探测含水体低电阻率最有效的方法之一,已在全国各个矿区逐渐得到了推广和应用。但在复杂地质条件下,传统接收装置已逐渐显露其弊端。多通道接收方式已成为研究瞬变电磁法的一个主要方向之一。在本文中,首先介绍了瞬变电磁法的国内外研究现状及目前存在的主要问题。在此基础上,通过研究瞬变电磁探测过程中二次场的产生原理,总结了地面半空间瞬变电磁法的理论基础,并利用半空间与全空间的相似性推导了全空间状态下瞬变电磁法的时-深转换理论。同时,列举了井下复杂的探测环境下存在的各类干扰因素及应用于井下探测的主要工作方式。其次,本文设计了应用于多通道采集系统的小型线圈,在其基本电路模型的基础上,通过多匝绕线,匹配电阻的方式使其达到临界阻尼状态,接收到的信号通过终端放大,在确定其体积、匝数、缠绕方式、放大倍数等参数后,通过试验验证了多匝小线圈的基本性能;以为小线圈为核心,组装了多通道采集系统,给出了其结构设计方式及具体仪器参数,并研究了多通道方式下数据的采集方式,介绍了数据采集系统控制软件的操作流程;在数据处理问题上,分析了数据从采集到处理所需要注意的事项,阐述了专业的处理软件BETEM与成图软件Surfer的具体使用步骤。最后,通过去往同煤集团四台矿、同煤集团塔山矿、山煤集团经坊矿等地开展了多组实地探测试验,验证其各项性能指标。实验结果表明,多通道接收系统相对于单线圈系统在探测深度、精度方面有明显的提高。