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大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统及其应用

石显新 刘强 胡继武 王盼 连晨光 贾茜 张淼淼 聂爱兰

石显新, 刘强, 胡继武, 王盼, 连晨光, 贾茜, 张淼淼, 聂爱兰. 大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统及其应用[J]. 煤田地质与勘探, 2021, 49(6): 81-86. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.06.009
引用本文: 石显新, 刘强, 胡继武, 王盼, 连晨光, 贾茜, 张淼淼, 聂爱兰. 大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统及其应用[J]. 煤田地质与勘探, 2021, 49(6): 81-86. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.06.009
SHI Xianxin, LIU Qiang, HU Jiwu, WANG Pan, LIAN Chenguang, JIA Qian, ZHANG Miaomiao, NIE Ailan. A 3D seismic physical modeling system of large double triaxial air-supported positioning and multichannel data acquisition and its application[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2021, 49(6): 81-86. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.06.009
Citation: SHI Xianxin, LIU Qiang, HU Jiwu, WANG Pan, LIAN Chenguang, JIA Qian, ZHANG Miaomiao, NIE Ailan. A 3D seismic physical modeling system of large double triaxial air-supported positioning and multichannel data acquisition and its application[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2021, 49(6): 81-86. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.06.009

 

“地球物理模型试验”专题 编者按:
  地球物理模型试验是地球物理勘探基础理论和方法技术研究的重要途径和手段,也是野外工作设计及实测资料解释的依据,故在国内外广受重视。然而,地球物理模型试验又是一项极具挑战性的工作,在物理模型材料选择、模型构建及模拟数据采集等多方面均有较大的难度,需要广泛交流与合作。为了促进地球物理模型试验的学术交流、分享最新研究成果,本刊发起了地球物理模型试验专题的出版,由中煤科工集团西安研究院有限公司石显新研究员担任专题主编。
  本专题共选登论文5篇,涵盖大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统,含煤地层三维地震物理模型材料选择、模型构建、模拟数据采集技术,以及圆锥型场源瞬变电磁法试验研究等方面,展现了我国煤炭行业地球物理模型试验的最新研究成果。通过专题报道,以期引起更多关注和重视,加速推进我国煤炭地球物理模型试验研究工作,使之为实现我国煤矿安全高效开采地质条件精细探测作出应有的贡献。

大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统及其应用

doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.06.009
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41374150

国家自然科学基金项目 41974209

中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目 2019XAYPT02

详细信息
    第一作者:

    石显新,1967年生,男,贵州湄潭人,博士,研究员,从事物探实验室平台建设、物理模拟方法技术、电磁法勘探方法技术研究. E-mail:shixx188@vip.163.com

  • 中图分类号: P631

A 3D seismic physical modeling system of large double triaxial air-supported positioning and multichannel data acquisition and its application

  • 摘要: 三维地震物理模拟技术作为一种重要的地震波传播特征的研究手段,与数值模拟相比具有结果更逼真、不受计算方法和边界条件限制等优点,是认识复杂构造地震波传播规律及其响应特征的有效方法之一,并在地震波传播基本规律研究、野外地震勘探方法验证、观测系统设计优化等方面具有重要的应用价值。为此研发一套大型双三轴气浮定位多通道三维地震物理模拟实验系统。该系统包括导轨和传动系统、运动控制系统、定位测量系统、物理模拟数据采集系统及安全系统等5部分,可实现大尺度物理模型高精度定位,多通道、高效率、高信噪比、高分辨率模型超声波信号采集等功能。利用该系统对模拟含断层、陷落柱、煤层变薄带多种构造的含煤地层三维地震物理模型进行数据采集试验,获得的整体成像效果与地震物理模型吻合,验证了该系统的可靠性和准确性。该系统的研制成功为煤炭地震勘探方法理论研究及实际生产应用提供了新的实验技术手段。

     

  • 图  大型双三轴气浮定位多道三维地震物理模拟系统

    Fig. 1  A 3D seismic physical modeling system of large double triaxial air-supported positioning and multichannel data acquisition

    图  三维地震物理模型

    Fig. 2  The 3D seismic physical model

    图  模拟自激自收采集剖面

    Fig. 3  Simulated self-excitation and self-collection acquisition profile

    图  物理模拟采集原始炮集

    Fig. 4  Physical simulation of the original shot records

    图  模型偏移剖面

    Fig. 5  Migration imaging profile of the model

    表  1  系统构成及其主要功能

    Table  1  Composition and its main functions of the seismic physical modeling system

    系统名称 核心子系统 主要功能
    导轨和传动系统 00级花岗岩导轨,气浮轴承,双向消间隙齿轮齿条传动,日本三洋直流伺服电机 为系统提供稳定的高精度测量基础,并保证运动平稳、系统本体噪声小
    运动控制系统 Pantec Eagle Pro四轴控制器(瑞士),Pantec Eagle控制手柄 准确控制坐标轴移动
    测量系统 Renishaw插槽式悬浮光栅尺,Pantec Eagle控制手柄 精确测量三维空间相对及绝对坐标
    采集系统 CTS超声波发生器/接收器,4道超声换能器,信号同步系统,NI高速AD卡 自动高速稳定的数据采集
    安全系统 Z轴安全抱闸,气压监控,双机防碰撞保护,Z轴防碰撞保护 保证系统安全运行
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-09
  • 修回日期:  2021-10-26
  • 发布日期:  2021-12-25
  • 网络出版日期:  2021-12-30

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