探测采煤工作面内部和顶底板的异常构造,尤其是含水、导水构造具有重要的现实意义,是矿井水害防治工作的重中之重。近几年来,矿井直流电阻率法,在探测巷道顶底板隔水层厚度、断裂破碎带、导含水构造等方面,均取得了明显的地质效果,但对采煤工作面内部及其顶、底板围岩中潜在的含水、导水构造方面的探测仍是一个难题。鉴于此,本文提出了一种在一条巷道顶板(底板)布置供电电极,建立稳定人工电流场,在另一条巷道底板(顶板)布置测量电极的矿井直流电阻率法立体布极探测技术。首先在传统电法装置类型的基础上,提出了12种矿井直流电阻率法立体布极的装置形式,基于COMSOL仿真模拟软件,研究了不同装置形式的电场分布特性,根据模拟结果,从中提出了可用于实际探测的装置形式。然后以电位差异常比作为依据,对比了不同装置形式对采煤工作面内部及其顶、底板围岩中异常体的响应,分析了不同装置形式的优势探测位置,为采煤工作面内的具体地质问题选用相应的装置形式提供了理论依据。最后在煤层中设置不同大小的异常体,通过正演模拟,研究了不同装置形式对异常体的分辨能力,依据模拟结果,指出了不同装置形式最小勘探体积,从理论上说明了矿井直流电阻率法立体布极方式,对采煤工作面内部和顶底板的异常构造探测的可行性。