探明巷道周围存在含水构造、破碎带和陷落柱等不良地质体,已经成为巷(隧)道生产工作开展的重点。本文根据巷道探测的特点,提出了巷道激电多方位探测技术。激发极化法不仅可以利用一次场响应得到视电阻率参数,还可以通过测量二次场得到激电参数,对资料的处理解释提供了更多信息。巷道多方位探测通过对传统直流电法观测方式进行改进,利用巷道靠近目标地质体的优势,灵活设置供电电极与观测测线。根据现场施工需要改变观测方式,以求获取更加可靠的异常响应,为解决现有巷道探测存在的问题提供了新的思路。本文根据稳定电流场满足的基本方程,对地表和地下点电源的电场响应进行了讨论。给出了边界条件,将稳定电流场边值问题转化为与其等价的变分问题,并利用有限元法求解。采用异常场法进行三维正演计算,介绍了矩形规则六面体和四面体的剖分方法,通过对剖分节点进行插值并对边界积分进行推导,提高了计算精度;应用改进后的行压缩储存技术(MSR)对系数矩阵元素进行储存,大大节省了内存空间。利用对称超松弛预处理共轭梯度法SSOR-PCG(Symmetric Successive Over Relaxation Preconditioned Conjugate Gradien)进行正演计算,缩短了正演计算所需时间。实现了三维快速正演计算。介绍了体极化电场正演计算模拟方法,通过等效电阻率法得到了时间域体极化电场的激电响应;引入了cole-cole模型得到了给定频率下的体极化电场的频率域响应。通过球体解析解和数值模拟结果进行对比分析,验证了算法的精度与可靠性,同时,对典型球体地电模型的时间域和频率域激电参数进行对比讨论,验证了两者在反映激电效应的效果上是等效的。论文重点对巷道激电多方位探测技术中的多种观测方法进行了分析讨论。提出了巷道顶底、侧方探测的最优观测方式;通过对定源三极超前探测激电异常响应分析,给出了预测模型;对聚焦直流超前探测方法进行了初步探索,得出了随掌子面与异常体距离变化的电位规律;系统讨论了不同形态、产状、埋深、空间位置的异常体和供电极距下地面-巷道观测方式的视参数异常响应。并在此基础上提出了巷道-地面超前探测方法,讨论分析了该方法不同方位观测的视参数异常响应。通过总结距离巷道掘进面不同距离的视参数异常响应,给出了巷道-地面超前探测的预测模型。分析探索巷道探测的新路径,为实际巷道探测工作提供一定的借鉴。