矿山地质灾害是矿山企业面临的重大问题，也是关系到社会和国民经济可持续发展的重大问题，但我国在矿山安全预报等高新技术领域的研究几乎是空白，目前现状仍是事故后报警，而不是事故前预警。因此迫切需要开展矿山灾害预报、预警等高新技术的攻关。瞬变电磁信号结合弱信号检测理论为复杂的矿山地质灾害预警提供了可能，但在瞬变电磁信号体制下，现有的弱信号检测与处理方法不再适用。为了实现对瞬变电磁信号的检测，本文在国家自然科学基金项目《基于ULF信号的矿井涌水预警技术研究》和自治区千亿元计划项目《TEM信号矿井水灾害预警装备研究》等项目的资助下，针对瞬变电磁信号预处理技术做了一些新理论和新方法的探索。主要成果有：（1）提出一种基于尺度变换随机共振的微弱周期信号检测算法，该方法充分利用了随机共振检测弱信号的优势，通过引入尺度变换，消除了随机共振系统对待测信号频率的限制，实现了在绝热近似理论下，从强噪声中提取出微弱目标信号的功能。理论分析和仿真结果表明：对埋藏在强噪声中的未知频率的目标信号，采用连续的压缩算法，以获得一个适当的输入信号到随机共振系统，根据输出信号共振谐振峰的变化，经反变换运算可得待测目标信号的各个未知频率分量。同时，将该系统用于瞬变电磁信号所含频率分量的检测中，得到了较理想的检测结果。（2）提出了尺度变换随机共振降噪下的经验模式分解系统，该系统充分利用了尺度变换随机共振在全频段内自适应检测微弱周期信号所含频率的能力和经验模式分解对多频混跌信号自适应分解的能力，并通过对经验模式分解出的各个基本模式分量进行处理，以还原出目标信号的幅度值，进而还原出待测目标信号的准确值。理论分析和仿真结果表明：该方法打破了传统方法只能从强噪声背景下的含噪信号中检测出目标信号的频率，而不能检测出各个频率分量所对应的幅度值的限制，能实现对强噪声背景下的多频率目标信号自适应地准确提取。同时，将该系统用于野外实测含噪瞬变电磁信号的提取中，所得目标信号经过反演绘制的地质构造剖面图与实际地质地貌相吻合，而且与传统方法相比，探测深度和探测精度都得到了明显的提高。因此，该系统具有较高的推广价值和较好的应用前景。最后，对本文提出的方法在实际地质灾害勘探中取得的成果表示肯定的同时，指出了该方法中存在的不足，并对有待解决和深入研究的问题提出了展望。