坑道物探，是指把接收传感器置于坑道中采集有关物理量数据，从而获得坑道周围隐伏探测目标有用信息的各种物探方法。
这里所说“坑道”，包括矿井、巷道、隧道、硐室、洞穴等一切可以容人进入活动的地下空间。和前节井中物探的主要区别是，在坑道物探数据采集过程中，整个数据采集系统和操作人员可以进入坑道作业。
（一）应用发展
坑道物探最主要的应用领域是煤炭勘查，特别是在煤矿开采阶段。显然，这是因为多数煤矿的井下开采方式最需要也最有利于坑道物探工作的开展，也因此我国物探工作者又常把坑道物探称为“矿井物探”。在煤矿井下，坑道物探可有效地以较高精度探测巷道两侧、顶底板上下、掘进头（掌子面）前方以及巷道间的煤层及其他地质小构造，如煤层赋存状态、厚度变化、夹矸分布、断层、陷落柱、冲刷带、破碎带、软弱带、溶洞、老窑等，为煤炭开采特别是综采机采作业及安全生产提供重要资料。国外煤炭领域坑道物探应用始于20世纪60年代初，并迅速在各产煤国家得到发展。我国煤矿坑道物探起步较晚。1974年和1977年煤炭部门科研单位和有关院校、工厂、矿山合作先后开始了坑道电磁波法和槽波地震法试验。20世纪80年代在推广这些方法的同时又相继开发使用了矿井直流和音频电法、矿井地质雷达、矿井反射和瑞利波地震等方法[1～11]。20世纪90年代，又开发了接收井下天然电磁辐射和声发射异常预测煤与瓦斯突出的技术[12,13]。坑道物探方法在我全国上百个局矿单位获得广泛应用。一些矿务局已明文规定，综采机采工作面地质说明书必须有坑道电磁波法等资料方可批准投产[3,10]。
20世纪80年代末以来，我国在某些铜、镍、锡、金等金属矿山的采矿巷道中使用物探方法探测巷道外、巷道间或更深部隐伏矿体取得不同程度成效。工作中使用了自然电场、直流电剖面、直流电测深、频率测深、激发极化、充电、电磁波、弹性波等方法，但工作量尚很有限[14～17]。
坑道物探在我国一些隧道工程特别是铁路隧道、公路隧道、大型输水涵洞及水电站地下厂房施工过程中也有较广泛应用。其中包括预报掘进掌子面前方可能出现的断层、破碎带、含水带、岩溶、岩脉等异常地质情况，检测隧道、硐室岩壁稳定性及人工衬砌质量等。主要使用了浅层地震、声波、电阻率及探地雷达等方法[18,19]。
（二）技术进步
原则上，几乎所有地面物探方法都有可能在坑道中应用。当然，由于坑道的特殊条件，需要在技术上采取某些相应的措施。如采集设备的小型化轻便化及在许多煤矿井下的防爆化，坑道中各种工业设备干扰的防避或消除，坑道空间影响的校正，全空间位场数据的特殊处理解释方法等等。就具体方法而言，坑道磁法和核法工作与地面工作差别最小。坑道重力法数据的外部校正及处理解释有自己的特点[20]。这几种方法在我国坑道中实际应用不多，仅见有个别煤矿井下微重力测量案例[21]。下面我们将仅重点涉及在我国得到发展的坑道电法和坑道弹性波法。
1.坑道电法
在我国坑道中曾应用多种电法方法，其中应用较多的是电磁波法和直流（或低频）电法。
A.坑道电磁波法
坑道电磁波法又常被称为坑道无线电波透视法。它在我国起步早，应用广。早在1960年，我地质部门科研单位就自制实验设备在关门山铅锌矿坑道中进行了电磁波透视矿体的试验[22]。1967年地质部门工厂小批量生产了DKT型坑道无线电波透视仪。1976年和1978年煤炭部门相继研制了WKT-J1型和WKT-J2型坑道无线电波透视仪，并在短短数年内生产百余台装备了数十个局矿单位[3]。这些仪器使用晶体管电路，表头读数，透距较小，不防爆。此后十余年中，煤炭部门和地质部门又分别先后研制生产了七种型号的坑道无线电波透视仪近二百台。它们由模拟式进展到数字式微机化，频带拓宽，频点增多，功能增强，透距增大（可达350～450m，个别煤层可达600m），安全防爆，并有配套软件[10,23]。
坑道电磁波法的数据处理解释和井中电磁波法类同，井中电磁波法数据处理解释技术在我国的进展也适用于坑道电磁波法，有些研究成果则明确面对这两类工作方法[24～26]。我国物探工作者还就煤矿井下电磁波法实际工作中某些特殊问题，如巷道相对位置的影响，人工导体的干扰，场强衰减与煤层倾角的关系等进行了专门讨论[27,28]。
B.坑道直流及低频电法
为适应坑道特别是矿山巷道的特殊条件，传导类的直流或低频电法采用了各种特殊的电极布设方式，其中包括在同一巷道内不同位置不同方式排列及在相邻巷道内的不同位置不同方式排列。我国物探工作者给它们赋以层测深、电穿透、电透视等多种名称。它们可以分别在探测巷道四周或巷道间煤层赋存状态及其构造，巷道顶板上方、底板下方及迎头前方异常地质构造等方面发挥优势作用。我国煤炭部门于20世纪80年代后期开始推广这种方法，研制生产了多种型号的井下防爆直流电法仪和低频电法仪，在许多矿山井下应用并在技术上有所发展提高[29～34]。在有关数据处理解释研究方面，包括巷道空间影响分析，巷道电法物理及数值模拟，处理解释软件研制等，取得了一些实用成果[35～38]。
C.其他电法
探地雷达在矿井下可用于探测巷道上下左右及掘进前方数十米范围内的矿体矿层及各种异常地质情况。我国煤炭部门于20世纪70年代中期开始矿井探地雷达的专题研究。针对煤矿井下小型轻便、安全防爆等特殊要求，我煤炭部门科研单位自20世纪80年代中期至20世纪末已先后研制出逐步升级的六种型号KDL系列矿井探地雷达产品，并和有关单位合作研制生产出新的低功耗液晶显示矿井探地雷达。坑道探地雷达技术已在我国煤矿开采及铁道、公路隧道施工中日益发挥更多作用[39]。
20世纪90年代初，我煤炭部门科研单位基于岩石破裂产生电磁辐射的原理，研制了在煤矿巷道掘进过程中连续自动检测异常天然电磁辐射信号的煤与瓦斯突出危险检测仪。它能探测采掘工作面前方10～16m距离范围内危险带（应力集中区）的方位，初步试验应用取得较好效果[12]。
前已提及，其他一些电法，如自然电场法、充电法、激发极化法、频率测深法等也曾在我国少数矿山巷道中应用。这些工作在技术上和地面工作类同，不必赘述。
2.坑道弹性波法
在我国坑道中使用的弹性波法有面波类的槽波地震法和瑞利波地震法，以及体波类的反射波和透过波地震（或声波）法。
A.槽波地震法
槽波地震法观测在煤层（作为在顶底板界面约束下的低速波导）中激发和传播的导波——通常称为槽波。它以其具有探测距离远，精度高，环境适应性强等特点而成为在煤矿井下探测煤层内小构造的一种重要物探方法。国外于20世纪60年代开始槽波地震法的实验研究，70年代末开始正式应用和得到发展。我煤炭部门各有关单位20世纪70年代末起积极开展了有关研究工作。20世纪80年代先后研制生产了井下用非防爆型和防爆型模拟磁带式矿井地震仪，并开发了槽波地震专用数据处理软件。1986年煤炭部门引进了德国SEAMAX数字槽波地震仪和专用软件，在此基础上进一步开展了槽波数字地震勘查方法技术的系统研究。我国物探工作者结合物理和数值模拟及现场实际工作结果，在煤层中导波形成理论及槽波传播特性，数据采集方法及井下施工技术，数据处理解释方法及软件等方面取得了若干创新性研究成果，编写出版了专著[40～44]。20世纪80年代末我国研制生产并推广应用了自己的多道遥测数字矿井地震仪[45]。槽波地震方法在我国各矿务局许多采煤工作面上探测小断层、陷落柱、冲刷带等小构造取得了明显成效。
B.瑞利波地震法
1988～1989年我煤炭部门引进了日本GR-810瑞利波地震仪及稳态瑞利波勘查技术，1991年将它应用于井下煤层残厚及巷道独头前方探测[5]。随后煤炭部门科研单位研究开发了瞬态瑞利波技术并研制生产了适用于井下的瑞利波探测仪器。井下瞬变瑞利波法由于具有设备轻便，施工场地小，数据处理解释相对简单，成果比较直观实时等特点，很快在许多煤矿井下推广应用。在巷道侧壁、顶底板及掘进前方探测煤层及小构造取得明显成效。瑞利波地震法在我国工程隧道掘进前方预测方面也获有效应用。我国物探工作者在坑道瑞利波地震方法技术及仪器的发展方面，其中包括24位A/D高分辨率本安型矿井瑞利波探测仪的研制，多分量瑞利波探测系统的试验等，也取得若干新的进展[46～48]。
C.其他弹性波方法
浅层弹性波（地震或声波）反射法在我国矿山地下巷道及工程隧道中也有较多应用。在煤矿井下较多用于分层采煤过程中测定残煤厚度。为此，我煤炭部门研制生产了数种型号被称为“底煤厚度测定仪”或“煤层厚度探测仪”的井下浅层地震仪。在工程隧道及硐室施工中较多用于掘进前方地质情况预测，使用方法主要有震源及检波器沿隧道轴线排列的“坑道垂直地震剖面法”，及可在掘进掌子面上排列的“陆地声纳”法。这两种在20世纪80年代由我国物探工作者首创的方法在煤矿巷道掌子面前方预测中也有应用[6,18,19]。
20世纪80年代后期，地下巷道间的弹性波层成像方法在我国一些金属矿及煤矿井下得到应用。这些工作主要观测透过波的初至走时并使用射线层析处理解释方法[14,16,50]。显然，前面“井中物探”一节中我国在弹性波层析成像处理解释技术方面的进展也可用于坑道弹性波法。
近年我国物探工作者利用岩石在应力集中突发性破裂过程中的声发射现象，研制出多道非接触式声发射实时监测预报系统及有关软件，用于预测预报煤矿井下煤与瓦斯突出，并解决了不均匀介质条件下小尺度声发射源的定位问题。现场试验初步取得良好效果[13]。
（三）总的评价
我国作为一个世界性煤炭生产大国，随着机采综采作业的普遍应用，对坑道物探工作的需求日益迫切。大规模基础建设中日益增多的大型复杂隧道及其他地下工程也提出了这种需求。我国物探工作者及有关单位对坑道物探的发展给予了充分重视，在有关方法技术的研究开发，专用仪器的研制生产，以及积极推广应用方面做了大量工作，取得良好成效。总的可以认为，我国坑道物探技术和应用已跻身世界先进水平行列。随着我国危机矿山的增多，有必要进一步加强在各处老矿山特别是老金属矿山井下找寻矿井周边及深部隐伏矿体的坑道物探工作，并进一步发展提高有关技术。