瞬变电磁法应用在煤矿巷道、工程隧道等地下有限空间以及城市和工程浅层探测时常用的工作装置为小型回线装置,多匝线圈的重合绕制造成线圈间互感作用的增强,导致关断时间过大,进而导致实际探测时浅部“盲区”过大,开展以减小“盲区”为目的的科学研究具有重要的现实意义。本论文从早、晚延时临界值、关断时间影响等因素出发,对多匝线圈下的瞬变电磁响应特征进行了积极探索。同时,对圆锥型场源的互感效应开展了探究,结果表明:多匝线圈的互感远大于圆锥型发射装置,两者的互感比值达到9.3倍以上。制作了圆锥型场源实验装置,在地面和矿井巷道开展了实验研究。在地面实验中,分别对正圆锥、倒圆锥和多匝小回线、中心回线装置进行了对比,实验结果显示:正圆锥、倒圆锥所测的感应电动势多测道剖面与传统装置多测道剖面图形态基本一致,结合已知地质资料及高密度电阻率法成果得知,正圆锥装置下的瞬变电磁探测效果好于传统的多匝小回线。矿井实验结果表明:圆锥型场源下获得的解释成果与多匝小回线结果相似,都能较好地圈定水文地质异常。在装置形式方面,圆锥型场源更适用于井下有限空间,并具有向探头转化的潜力。