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煤炭学报 2025年

作者：王常彬曹安业 SI Guangyao 王冰杨旭张宁岳阳中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国矿业大学矿业工程学院澳大利亚新南威尔士大学矿物与能源资源工程学院陕西彬长小庄矿业有限公司中国矿业大学计算机科学与技术学院

深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发，但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足，极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此，将地震学中基于概率的完整性震级评价方法（PMC）应用于某井工煤矿，分析了各微震台... 详细信息

深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发，但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足，极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此，将地震学中基于概率的完整性震级评价方法（PMC）应用于某井工煤矿，分析了各微震台站的震动波拾波能力，探究了台网对采场微震响应探测概率的空间分布特征，并提出了基于探测概率的微震活动补偿方法。研究结果表明：相比于地震学中经典的最小完整性震级评价，PMC具有不依赖古登堡-里克特关系、计算简单、评价精度高的特点，更适用于地下矿山台网布置受限、震源来源复杂、震动波高噪音、强衰减的微震监测环境。微震台站对震动波的拾波能力受其所在区域采动煤岩体环境影响，对不同距离、不同能级微震事件的拾波概率具有显著差异：震源与台站距离越短、震源能级越高，台站对震动波到时标定的概率则越大。微震台网对微震事件的探测能力与震源能级直接相关，探测概率受台站布置影响在采场空间呈现高度非均匀分布特征。针对微震台网探测数据不完整的问题，提出了基于探测概率的微震活动补偿方法，还原了超前工作面煤体微震能级与频次的空间分布特征，其高能释放区域所在超前巷道位置与动力显现频发区域基本吻合，验证了采场微震数据补偿结果的有效性。研究成果可为地下矿山高质量微震监测与高效灾害防治提供理论与数据基础。

关键词：煤岩动力灾害探测概率微震监测完整性震级微震数据集完整性

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溶胶-凝胶后硫化法制备铜锌锡硫薄膜太阳电池

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第6期46卷 2014-2019页

作者：韩自力苏正华孙凯文刘芳洋赖延清李劼刘业翔中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院

在560℃的硫气氛中退火处理溶胶-凝胶法制备的薄膜前躯体,制备太阳电池光吸收层铜锌锡硫(CZTS)薄膜。采用X线能量色散谱、扫描电镜、X线衍射、拉曼光谱和紫外-可见-近红外分光光度计等对薄膜进行表征。研究结果表明:制备的CZTS薄膜为贫... 详细信息

在560℃的硫气氛中退火处理溶胶-凝胶法制备的薄膜前躯体,制备太阳电池光吸收层铜锌锡硫(CZTS)薄膜。采用X线能量色散谱、扫描电镜、X线衍射、拉曼光谱和紫外-可见-近红外分光光度计等对薄膜进行表征。研究结果表明:制备的CZTS薄膜为贫铜富锌成分,呈现锌黄锡矿结构;薄膜禁带宽度约为1.50 e V,在可见光区域内光吸收系数达到104 cm-1;制作的结构为Ag/Zn O:Al/i-Zn O/Cd S/CZTS/Mo/SLG的薄膜太阳电池器件的电池开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率分别为658 m V,16.75 m A/cm2,0.47和5.18%,表明溶胶-凝胶法有望成为制备廉价高效的CZTS薄膜太阳电池的有效途径。

关键词： CZTS 溶胶-凝胶法硫化退火薄膜太阳电池

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Cu_2ZnSnS_4薄膜的制备及其表征

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第11期45卷 3740-3745页

作者：张坤赵联波陈志伟秦勤蒋良兴刘芳洋赖延清李劼刘业翔中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院

采用Cu-Zn-Sn三元合金靶,以直流反应磁控溅射原位生长的技术制备Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜材料。采用X线能量色散谱仪、扫描电镜、X线衍射仪、拉曼光谱、紫外可见分光光度计和霍尔效应测试系统对薄膜进行表征。研究结果表明:原位生长的CZTS... 详细信息

采用Cu-Zn-Sn三元合金靶,以直流反应磁控溅射原位生长的技术制备Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜材料。采用X线能量色散谱仪、扫描电镜、X线衍射仪、拉曼光谱、紫外可见分光光度计和霍尔效应测试系统对薄膜进行表征。研究结果表明:原位生长的CZTS薄膜的成分呈富铜贫锌,具有均质、致密和平整的形貌,且由贯穿整个薄膜厚度的柱状颗粒组成;薄膜在(112)面呈现出明显的择优取向,均为P型材料且具有器件级载流子浓度;随着溅射功率的升高,薄膜的形貌、结晶性能、电学性质均得到一定程度改善。

关键词： Cu2ZnSnS4 反应磁控溅射合金靶光吸收层太阳电池

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双靶共溅射Cu-Sb合金预制层后硫化法制备CuSbS_2光伏薄膜及其性能

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第9期46卷 3195-3202页

作者：杨佳赵联波张坤陈志伟秦勤刘芳洋蒋良兴赖延清李劼刘业翔中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院

采用双靶共溅射Cu-Sb合金预制层后硫化法制备铜锑硫(Cu Sb S2)薄膜,研究溅射功率对合金成分的影响,并采用X线能量色散谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)等对硫化后薄膜进行表征,同时制备Cu... 详细信息

采用双靶共溅射Cu-Sb合金预制层后硫化法制备铜锑硫(Cu Sb S2)薄膜,研究溅射功率对合金成分的影响,并采用X线能量色散谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)等对硫化后薄膜进行表征,同时制备Cu Sb S2太阳能电池器件并对其输出特性进行表征和分析。研究结果表明:三元Cu Sb S2相由预制层中金属被硫化生成的二元硫化物Cu S和Sb2S3相互反应形成。在400℃下硫化退火可制得结晶良好、表面致密的Cu Sb S2薄膜,其带隙宽度为1.46 e V,并在可见光区具有大于5×104 cm-1的光吸收系数。制作的glass/Mo/Cu Sb S2/Cd S/i-Zn O/Al-doped Zn O/Ag薄膜太阳能电池器件在太阳总辐照度为100 m W/cm2下测试,获得的开路电压和短路电流密度分别达150 m V和1.29 m A/cm2。

关键词： CuSbS2薄膜磁控溅射 Cu-Sb合金硫化温度光学性质

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连续离子层吸附反应沉积后硫化法制备柔性铜锌锡硫薄膜太阳电池

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物理学报 2014年第1期63卷 402-408页

作者：孙凯文苏正华韩自力刘芳洋赖延清李劼刘业翔中南大学冶金与环境学院长沙410083 新南威尔士大学光伏与可再生能源工程学院深圳高性能电池材料与器件工程研究中心深圳518057

在柔性钼箔衬底上采用连续离子层吸附反应法(successive ionic layer absorption and reaction)制备ZnS/Cu2SnSx叠层结构的预制层薄膜,预制层薄膜在蒸发硫气氛、550 C温度条件下进行退火得到Cu2ZnSnS4吸收层.分别采用EDS,XRD,Raman,SEM... 详细信息

在柔性钼箔衬底上采用连续离子层吸附反应法(successive ionic layer absorption and reaction)制备ZnS/Cu2SnSx叠层结构的预制层薄膜,预制层薄膜在蒸发硫气氛、550 C温度条件下进行退火得到Cu2ZnSnS4吸收层.分别采用EDS,XRD,Raman,SEM表征吸收层薄膜的成分、物相和表面形貌.结果表明,退火后薄膜结晶质量良好,表面形貌致密.用在普通钠钙玻璃上采用相同工艺制备的CZTS薄膜表征薄膜的光学和电学性能,表明退火后薄膜带隙宽度为1.49 eV,在可见光区光吸收系数大于104cm 1,载流子浓度与电阻率均满足薄膜太阳电池器件对吸收层的要求.用上述柔性衬底上的吸收层制备Mo foil/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ag结构的薄膜太阳电池得到2.42%的效率,是目前报道柔性CZTS太阳电池最高效率.

关键词：柔性薄膜太阳电池铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4) 连续离子层吸附反应法硫化热处理

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基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警方法

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采矿与安全工程学报 2020年第4期37卷 767-776页

作者：丛利曹安业周远宏王常彬陈凡董敬源谷雨黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150027 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 中国石油集团川庆钻探工程有限公司新疆分公司新疆巴州841000 新南威尔士大学矿物与能源工程学院新南威尔士州悉尼2052 上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿江苏徐州221611

冲击地压是在煤岩体内动静载叠加下超过其极限应力条件下诱发产生的,因此综合评价研究区域内动静载水平可高效评估其冲击危险程度。本文研究了矿震震动波传播过程中能量衰减特性,特别讨论了由大尺度破断引起的强矿震衰减特征,提出了以... 详细信息

冲击地压是在煤岩体内动静载叠加下超过其极限应力条件下诱发产生的,因此综合评价研究区域内动静载水平可高效评估其冲击危险程度。本文研究了矿震震动波传播过程中能量衰减特性,特别讨论了由大尺度破断引起的强矿震衰减特征,提出了以实时微震监测数据为基础的震动效应指数(SEI),用于定量评价矿震事件群对工作面附近煤岩体引起的动载扰动程度;将震动效应指数与震动波波速层析成像技术结合,基于动静载叠加原理建立了冲击危险性的综合预警方法及指标CAI。徐庄煤矿7197工作面工程应用表明:1)震动波波速层析成像结果可较准确评价由构造应力异常和工作面结构引起的静载应力集中,难以有效评估由动载引起的冲击危险性升高;2)震动效应指数描述了工作面回风巷侧和断层区域动载扰动引起冲击危险上升;3)综合预警指数CAI所反映的较高冲击危险性区域与强矿震分布及矿震活动集聚区域有较高程度吻合,验证了CAI评价指标的可靠性。论文研究可为冲击地压灾害监测预警提供依据及参考。

关键词：冲击地压微震实测动载扰动动静载叠加综合预警

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煤矿应急救援通信技术的现状与趋势

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通信学报 2019年第5期40卷 163-179页

作者：胡青松杨维丁恩杰李世银李冰皓中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221008 新南威尔士大学矿物与能源资源工程学院北京交通大学电子信息工程学院北京100044 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221008

在煤矿事故后的灾区侦察和应急救援中,应急通信系统是保障人员沟通联络、确定受困人员位置、感知灾区现场态势的必备设施。提炼了煤矿应急通信系统的总体架构模型,即一个骨干、多个分支、若干专线,辅以无线通信网络的结构模式。综述了... 详细信息

在煤矿事故后的灾区侦察和应急救援中,应急通信系统是保障人员沟通联络、确定受困人员位置、感知灾区现场态势的必备设施。提炼了煤矿应急通信系统的总体架构模型,即一个骨干、多个分支、若干专线,辅以无线通信网络的结构模式。综述了主要的煤矿有线应急通信系统、无线应急通信系统、透地应急通信系统和混合应急通信系统的发展现状,分析了各种系统的关键技术和在应急救援场景中面临的挑战。探讨了煤矿应急通信技术的发展趋势,提出了基于煤矿物联网重构的应急通信新模式,讨论了该模式需要解决的关键技术,即煤矿物联网灾后重构策略、矿井事故漂移节点重定位方法、矿井事故区域的态势感知方法和灾后重构网络的数据传输方法,有望显著提高事故应急处置速度和救援效果。

关键词：煤矿事故应急救援应急通信通信网络煤矿物联网

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CuS/TiO2纳米管异质结阵列的制备及光电性能

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高等学校化学学报 2013年第2期34卷 423-428页

作者：柯川蔡芳共杨峰程翠华赵勇西南交通大学超导与新能源研究开发中心材料先进技术教育部重点实验室成都610031 新南威尔士大学材料科学与工程学院悉尼2052

利用水热反应制备了CuS/TiO2纳米管异质结阵列,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射谱(XRD)等手段表征了异质结阵列的表面形貌和晶体结构.电流-电压曲线结果表明,CuS/TiO2纳米管异质结阵列具有明显的整流... 详细信息

利用水热反应制备了CuS/TiO2纳米管异质结阵列,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射谱(XRD)等手段表征了异质结阵列的表面形貌和晶体结构.电流-电压曲线结果表明,CuS/TiO2纳米管异质结阵列具有明显的整流效应.根据表面光电压谱和相位谱,在376～600 nm之间,CuS/TiO2纳米管异质结阵列表现为p型半导体特征,电子在表面聚集;在300～376 nm之间表现为n型半导体特征,空穴在表面聚集;在376 nm处异质结阵列的表面光伏响应为零.CuS/TiO2和CuS/ITO之间界面电场的不同导致异质结在不同波长范围内表面电荷聚集的差异.光电化学性能测试发现,以CuS/TiO2纳米管异质结阵列为光阳极组成的光化学太阳电池,在大气质量AM 1.5G,100 mW/cm2标准光强作用下具有0.4%的光电转换能力.

关键词： CuS TiO2纳米管异质结阵列表面光电压谱相位谱界面电场光电化学性能

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强关联效应下非磁性元素Ir掺杂的SmFeAsO电子结构理论研究

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物理学报 2013年第21期62卷 338-343页

作者：潘敏黄整赵勇超导与新能源研究开发中心材料先进技术教育部重点实验室西南交通大学四川610031 澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程学院

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似方法(SGGA+U)计算分析了SmOFeAs电子结构以及Ir掺杂对该体系晶体结构和电子结构的影响.结果表明,随着Ir的掺杂,SmOFeAs晶体结构中FeAs层与SmO层之间的耦合增强,晶体内部所含的铁砷四面体随着Ir掺杂其... 详细信息

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似方法(SGGA+U)计算分析了SmOFeAs电子结构以及Ir掺杂对该体系晶体结构和电子结构的影响.结果表明,随着Ir的掺杂,SmOFeAs晶体结构中FeAs层与SmO层之间的耦合增强,晶体内部所含的铁砷四面体随着Ir掺杂其畸变性程度逐步减小.Fe3d以及As4p杂化轨道对体系电子结构起主要影响作用.Ir掺杂所引入的电子使FeAs层的巡游电子增多、Fe3d轨道中的dz2轨道离域性增强.当Ir掺杂量为20%时,费米面处于电子态密度峰值附近,费米面急剧变化使该体系的Tc值有所增高,反映了体系费米能级移动与其超导电性的密切关联性.计算的电子态密度与XPS所得价带谱实验结果一致,进一步验证了采用SGGA+U方法其包含修正d轨道局域电子的库仑势,使得计算结果与实验结果更加接近.

关键词： GGA+U SmOFeAs 晶体结构电子结构

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基于多类别满意优化控制的磁悬浮球控制系统

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仪器仪表学报 2015年第9期36卷 1928-1936页

作者：王晓乐付小利崔宸昱赵立峰赵勇磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学超导与新能源研究开发中心成都610031 西南交通大学电气工程学院成都610031 新南威尔士大学材料科学与工程学院

在磁悬浮球控制系统中,针对现有在不同信号输入情况下控制参数优化满意度量化程度低,以及控制系统性能评价指标缺乏针对性的问题,提出多类别满意优化控制算法。即采用基于遗传算法的PID控制器,得到全局中的最满意解,然后选择Kp、Ki、Kd... 详细信息

在磁悬浮球控制系统中,针对现有在不同信号输入情况下控制参数优化满意度量化程度低,以及控制系统性能评价指标缺乏针对性的问题,提出多类别满意优化控制算法。即采用基于遗传算法的PID控制器,得到全局中的最满意解,然后选择Kp、Ki、Kd为系统的待优化变量,分别在阶跃、正弦、方波、锯齿以及随机信号的输入下,通过预设的性能评价指标和满意度函数进行分类评价,最终得出满意的优化结果。仿真与实验结果表明,通过多类别满意优化控制算法,不同类别的输入信号都可以在全局中获得控制参数Kp、Ki、Kd的最满意解,最终实现稳定悬浮及动态跟踪的同时给出系统性能评价的量化指标。

关键词：磁悬浮球控制系统多类别满意优化性能评价指标

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