煤矿水害问题不但影响煤矿的安全生产,而且严重威胁井下工人的生命安全。因此,开展煤矿水害超前探测技术显得尤为重要。近年来,基于半空间的瞬变电磁煤矿探测技术由于具有分辨率高、方向性强、对低阻区敏感等特点,在煤矿地面普查勘探中获得广泛的应用。然而,基于煤矿井下瞬变电磁探测技术由于受井下空间狭小、铁磁等低阻体干扰的影响,其在煤矿井下的实际应用受到了一定的限制。在理论方面:井下半空间理论还不完善,数据处理方法等方面还有很多问题亟待解决。本文通过对瞬变电磁基本理论进行分析,设计了基于磁传感器阵列结构的煤矿水害超前探测接收系统,对矿井瞬变电磁接收系统进行了调试改进,数据处理系统的优化,其主要研究工作如下:(1)采用磁探头代替传统的接收线圈,提高了瞬变电磁二次场的灵敏度和接收系统的信噪比,通过矿井巷道实地探测,实验结果表明:相比较与传统线的圈,磁探头具有较好的抗干扰性;(2)设计了多通道数据采集系统,针对不同时期的瞬变电磁信号的特点,在前端数据采集电路中,设计不同的放大倍数的电路;根据二次场信号的特点,多通道采集系统采用不同的放大倍数进行同步采集。通过对采集的数据进行截取和归一化处理,得到完整的二次场信号,提高了二次场信号的精度;(3)控制软件对接收系统进行实时控制,该系统具有良好的人机交互功能,在接收机进行数据采集后,系统采集可以对采集信号的波形提供线性坐标显示和对数坐标显示两种方式。最后,通过在四台矿井、塔山矿井、经坊矿井等多个含水采空区的工作面进行了瞬变电磁探测实验,对研制的磁感应探头的多通道阵列采集系统进行了井下测试,通过对实验结果的分析,设计的多通道阵列接收系统取得了良好的探测效果。