探测查明矿井的水文地质情况,包括导含水通道、断层、陷落柱、老窑采空区等构造及其富水性情况,防止突水事故的发生已成为煤矿亟待解决的水文地质问题。现有常规的地球物理勘探方法在煤矿水文地质探测预报工作提供一定的指导,但探查精度仍不能达到精细探查的要求。基于我国煤矿突水灾害特点及探测预防现状,本文从对地面巷道瞬变电磁探测方法的正演特征分析、视电阻率计算与反演研究、煤矿探测试验等方面做了探讨研究。通过均匀半空间模型和水平层状模型推导出了大回线发射时的地下瞬变电磁响应表达式,给出了相应的数值计算方法,编程实现了该方法在均匀半空间模型、水平层状介质两层地电模型、水平层状介质三层地电模型和水平层状介质四层地电模型的正演数值模拟,讨论了瞬变电磁响应与地电参数(层厚度、地层电阻率)、观测参数(如发射线圈半径、发射电流、接收探头位置(深度)等)的关系和规律。本文推导并改进了视电阻率计算公式,将包含接收点位置分量加入到公式中,采用核函数的方法,数值求解视电阻率,对典型地电模型正演结果反算视电阻率,结果证明了该方法的有效性。采用改进的阻尼最小二乘反演算法,对加入噪声的正演响应进行反演分析,验证了该算法的可行性。在某煤矿的井下巷道中开展地面巷道瞬变电磁探测方法的现场试验,并与同一测线的地面瞬变探测方法进行对比,结果表明该方法探测煤层地层地质构造和导含水信息切实可行,同时在探测精度和分辨率上要优于地面瞬变方法。该项技术的成功应用必将丰富水文地质探查的技术手段,同时也能提高我国矿井防治水的技术水平,为矿井安全生产提供保障,无疑具有一定的理论意义与现实意义。