为了提高矿井直流电法在掘进巷道超前探测精度，通过分析不同观测装置类型下的超前探测效果，优化数据采集装置，建立一套适用于掘进工作面超前探测施工方式及数据处理体系。首先利用ANSYS有限元软件建立4个全空间地电模型，分别对直流电法二极装置“U”型观测方式与三极AMN、MNB装置进行数值模拟，然后进行反演计算，综合分析2种装置超前探测效果，并将优化后的装置应用到现场探测中去。结果表明:无巷道与有巷道含异常体模型相比，视电阻率形态特征均相似，有巷道模型比无巷道模型的整体视电阻率增大，影响三极AMN装置探测结果中异常体的圈定与识别;有巷道含异常体模型与现场实际情况最为相似，AMN装置整体阻值较大，异常反映不明显，难以响应掌子面前方低阻体，MNB装置可以响应该低阻体，但响应范围和位置误差较大，并随低阻体远离掌子面，异常信号反映越来越不明显，异常强度及异常中心越来越弱化，异常体难以圈定，且与异常体实际位置及大小偏差越来越大;二极装置“U”型观测方式一定程度上能够有效响应掌子面前方低阻体及其位置，响应信号反映较强，异常幅值强度和中心较明显，低阻体远离掌子面达到50 m时，仍可以识别低阻异常体。采用直流电法二极“U”型装置对某矿掘进巷道前方断层富水性进行探测，探测结果表明该断层呈低阻异常，后经钻孔揭露其为泥质充填的弱富水性断层，从而验证了二极装置“U”型观测方式在巷道超前探测中的应用效果。