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Pulse-doubling perovskite nanowire lasers enabled by phonon-assisted multistep energy funneling

Light(Science & Applications) 2024年第8期13卷 1645-1654页

作者： chunhu zhao Jia Guo Jiahua Tao Junhao Chu Shaoqiang Chen Guichuan Xing Hunan Provincial Key Laboratory of Carbon Neutrality and Intelligent Energy School of Resource&EnvironmentHunan University of Technology and Business410205 ChangshaChina Engineering Research Center for Nanophotonics and Advanced Instrument Ministry of EducationSchool of Physics and Electronic ScienceEast China Normal University200241 ShanghaiChina Joint Key Laboratory of the Ministry of Education Institute of Applied Physics and Materials EngineeringUniversity of Macao999078 MacaoChina

Laser pulse multiplication from an optical gain medium has shown great potential in miniaturizing integrated optoelectronic *** multiple quantum wells(MQWs)structures have recently been recognized as an effective gain media capable of doubling laser pulses that do not rely on external optical *** the light amplifications enabled with pulse doubling are reported based on the perovskite MQWs thin films,the micronanolasers possessed a specific cavity for laser pulse multiplication and their corresponding intrinsic laser dynamics are still ***,a single-mode double-pulsed nanolaser from self-assembled perovskite MQWs nanowires is realized,exhibiting a pulse duration of 28 ps and pulse interval of 22 ps based on single femtosecond laser pulse *** is established that the continuous energy building up within a certain timescale is essential for the multiple population inversion in the gain medium,which arises from the slowing carrier localization process owning to the stronger exciton–phonon coupling in the smaller-n ***,the double-pulsed lasing is achieved from one fast energy funnel process from the adjacent small-n QWs to gain active region and another slow process from the spatially separated *** report may shed new light on the intrinsic energy relaxation mechanism and boost the further development of perovskite multiple-pulse lasers.

关键词： doubling energy phonon

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煤矿井下疏水钻孔涌水时空效应与顶板水害控制疏水模式

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采矿与安全工程学报 2023年第2期40卷 313-321页

作者：赵春虎王世东中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 陕西省“四主体一联合”黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心陕西西安710077

针对粗放式疏水治理煤矿顶板水害科学依据不足等问题,一是通过分析井下疏水钻孔的涌水组成及时变效应,提出以钻孔涌水似稳定周期为依据的优化“时间”控制疏水原理。二是根据工作面回采过程中煤层顶板充水含水层为静储水量与动态补给量... 详细信息

针对粗放式疏水治理煤矿顶板水害科学依据不足等问题,一是通过分析井下疏水钻孔的涌水组成及时变效应,提出以钻孔涌水似稳定周期为依据的优化“时间”控制疏水原理。二是根据工作面回采过程中煤层顶板充水含水层为静储水量与动态补给量的叠加涌水特征,提出最大程度地预先疏降(干)导水裂隙影响区内地下水静储量,是降低回采过程中顶板集中涌水的合理手段。三是以采动导水裂隙空间发育规律为依据,以采动导水裂隙带上限为疏水钻孔的终孔层位,以预测的采动裂隙带形成的裂缝角为疏水钻孔仰角,合理施工疏水钻孔。四是综合钻探工程经济性和疏水效率,分析得出单钻场内布置≤3个钻孔、夹角为60°的为优化的布孔施工模式,并根据不同接续回采工作面煤层顶板涌水特征,确定首采型两巷疏水、邻采型单巷疏水的钻孔施工模式。最后,根据煤矿井下疏水钻孔涌水时空效应,从疏水钻孔空间布置和疏水周期识别两个角度提出了采煤工作面顶板水害控制疏水模式,研究成果对我国西部矿区顶板水害科学钻探疏放治理具有指导意义。

关键词：顶板水害涌水量水害防治群孔控制疏水

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煤矿井下仰斜群孔疏水数值模型构建与涌水分析

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采矿与安全工程学报 2021年第4期38卷 687-694,719页

作者：赵春虎王皓王世东中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710177

为构建煤矿井下仰斜群孔疏水数值模型,提出了疏水含水层与仰斜疏水钻孔的水文地质模型的概化方法,建立达西非稳定流数学模型和定解条件以刻画仰斜疏水钻孔涌水时变衰减过程,采用COMSOL有限元三角四面体单元剖分方法构建出含水层与钻孔... 详细信息

为构建煤矿井下仰斜群孔疏水数值模型,提出了疏水含水层与仰斜疏水钻孔的水文地质模型的概化方法,建立达西非稳定流数学模型和定解条件以刻画仰斜疏水钻孔涌水时变衰减过程,采用COMSOL有限元三角四面体单元剖分方法构建出含水层与钻孔复合刻画的仰斜群孔涌水数值模型。并模拟分析了彬长矿区某采煤工作面在不同仰斜钻孔数和钻场间距条件下群孔涌水规律,模拟结果显示,随着钻孔数目和钻孔覆盖范围的增加,疏降水头高度影响范围增加明显,钻场和单孔稳定涌水能力减少明显,涌水量衰减速度相对增大,其似稳定周期变化不明显;随着钻场间距的增加,疏降水头高度影响范围增加明显,钻场和单孔的稳定涌水能力增大,涌水量衰减速度相对减小,似稳定周期似稳定周期变化不明显。论文研究成果为顶板水害科学钻探疏放治理实践具有指导意义。

关键词：顶板水害涌水量水害防治群孔数值模拟

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Investigating the permeability of fractured rock masses and the origin of water in a mine tunnel in Shandong Province,China

Investigating the permeability of fractured rock masses and ...

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中国科学院地质与地球物理研究所2015年度（第15届）学术年会

作者： Jie Guo Haijun zhao Fengshan Ma Kepeng Li chunhu zhao Key Laboratory of Shale Gas and Geoengineering Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of Sciences XI' an Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp.

The coastal Sanshandao mine is threatened by the overlying Quaternary water and *** an introduction to the geology and hydrogeological conditions in the mine area,a detailed hydrogeological survey and sampling were conducted and hydrochemical and stable isotopic(δ H andδO)tests on various waters were carried out to characterize the origin of water in the mine *** and statistical analysis indicated that the northwest-trending fractures with large dip angles and long trace lengths are well developed in the northeast compared with those in the southwest of the *** permeability coefficients of the rock masses are in the range 4.19×10-2.25×10m/s,indicating that the fractured rock masses have generally low *** seepage water had higher values of EC,total dissolved solids,and concentrations of most elements than the seawater and saline ***,the isotope composition of the waters indicated that the seepage water was more isotopically enriched than seawater but less than *** proportions of the three different sources were calculated based on hydrochemical and isotopic ***,the mine water was composed of 72%seawater,14.8%brine,and 13.2%atmospheric precipitation,***,some preventive measures are essential to avoid the probability of seawater inrush.

关键词： fractured rock mass isotope ratio permeability tensor Sanshandao mine water seepage

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深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水响应模拟

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南水北调与水利科技 2018年第2期16卷 171-176,201页

作者：赵春虎中国煤炭科工集团西安研究院有限公司西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室西安710177

针对西部深埋矿区煤炭资源开发对地下水扰动的相关研究不足的问题,依据弹塑性相关理论,利用多物理场数值模拟软件(COMSOL),研究了深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水的响应规律,模拟得出案例矿井在不同采动应力状态区覆岩渗透能力变... 详细信息

针对西部深埋矿区煤炭资源开发对地下水扰动的相关研究不足的问题,依据弹塑性相关理论,利用多物理场数值模拟软件(COMSOL),研究了深埋煤层采动覆岩渗透能力变异与地下水的响应规律,模拟得出案例矿井在不同采动应力状态区覆岩渗透能力变化具有差异性:采动覆岩应力拉伸区岩体的渗透率相对增大,在采掘空间的直接顶渗透率增大26%,在地表沉陷盆地边缘增大3%;覆岩压缩区渗透率相对减小,在煤岩柱两侧渗透率减小43%,在采掘空间正上方约300m处渗透率减小18%。由于采掘后井下采掘空间直接与大气联通,形成了以导水裂缝带范围为中心的水压降落漏斗,导致垂向水力梯度与流速加剧;而在煤层顶板300m以上范围,水压水头基本为原始状态。研究成果为我国干旱与半干旱矿区煤-水资源合理开发、科学管控提供技术依据。

关键词：地下水渗透采掘扰动数值模拟导水裂缝带

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煤层开采覆岩预裂–注浆改性失水控制方法探讨

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煤田地质与勘探 2021年第2期49卷 159-167页

作者：赵春虎王皓靳德武中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

陕北榆神矿区煤层开采面临顶板水害防治与水资源协同保护技术需求,根据材料力学、断裂力学相关理论,以及不同覆岩类型的采动裂隙带统计成果,提出基于预裂–注浆改性(P-G)的煤层顶板失水控制技术思路,其基本原理为通过压裂工艺将连续性... 详细信息

陕北榆神矿区煤层开采面临顶板水害防治与水资源协同保护技术需求,根据材料力学、断裂力学相关理论,以及不同覆岩类型的采动裂隙带统计成果,提出基于预裂–注浆改性(P-G)的煤层顶板失水控制技术思路,其基本原理为通过压裂工艺将连续性好的基岩层压裂成非连续性岩层,削弱采动导水裂隙在坚硬岩层中向上扩展的“尖端效应”,抑制导水裂隙发育高度。再采用黏土类软弱注浆材料将岩层改性为相对软弱的岩层,起到抑制导水裂隙带向上发育与降低上覆岩层导水能力的双重作用,从而实现煤层顶板含水层失水控制。本文以陕北能源基地榆神矿区为对象,提出以采煤工作面地质与水文地质条件分析,采煤工作面顶板含水层涌(失)水模式识别,P-G模式、层位与时间确定,顶板岩层水平孔水力压裂与注浆改性为主要思路,对榆神矿区采煤工作面顶板含水层失水控制方法进行了探讨,为我国陕北能源基地榆神矿区顶板水害防治和水资源协同保护技术实践提供一定的借鉴。

关键词：水资源保护水害防治注浆改造预裂榆神矿区

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基于充水要素的矿井水害类型三线图划分方法

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煤田地质与勘探 2019年第5期47卷 1-8页

作者：虎维岳赵春虎中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

煤矿水害分区、矿井水害类型与水文地质类型等划分结果在矿井充水水源、充水通道等水害形成要素方面体现相对不足,对煤矿防治水工作指导性不强。本文从矿井水害形成的基本要素入手,通过分析矿井不同类型充水水源、充水通道及其组合条件... 详细信息

煤矿水害分区、矿井水害类型与水文地质类型等划分结果在矿井充水水源、充水通道等水害形成要素方面体现相对不足,对煤矿防治水工作指导性不强。本文从矿井水害形成的基本要素入手,通过分析矿井不同类型充水水源、充水通道及其组合条件下的矿井水害特点及其危害程度,将矿井充水水源按其富水程度与供给能力划分为缓渗式弱供给、涌溃式快供给、突涌式强供给和无阻滞式充分供给4种类型;将充水通道按照其渗流畅通性与空间尺寸划分为低渗流型、高渗流型、小断面自由流管道型、大断面自由流通道型4类充水通道;按不同充水水源与充水通道之间的组合关系,将矿井水害危害性程度划分为轻微、中等、严重与极严重4级,并借鉴Piper三线图与库尔洛夫式地下水水化学分析原理,绘制了矿井水害类型“4-4-4三线图”,提出了能简洁反映矿井关键充水要素与水害特征的矿井水害类型划分方法,为煤矿开展水害防治提供指导。

关键词：充水要素水害类型充水水源类型充水通道类型 4-4-4三线图水害防治

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孤岛工作面底板破坏深度微震测试与模拟分析

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煤田地质与勘探 2019年第4期47卷 110-116页

作者：赵春虎中煤科工集团西安研究院有限公司陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题,以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象,采用微震方法分析其底板破坏深度;并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示... 详细信息

针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题,以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象,采用微震方法分析其底板破坏深度;并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示11913工作面回采过程中微震事件主要发生在下巷,识别出工作面最大破坏深度20~25m;基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤岛3个工作面数值模拟结果显示,11912首采与11914跳采条件下煤柱地应力集中状态变化不大,最大破坏深度小于11.56m,仅发育至工作面底板的注浆改造层内部;而11913孤岛回采条件下,受到重复采动影响,工作面两侧煤柱应力集中状态骤增,最大破坏深度剧增至23m,已发育至煤层底板的本溪组灰岩含水层。研究结果对于华北型煤田下组煤层开采底板破坏规律分析与不同类型工作面回采条件下底板水害防治有一定的参考价值。

关键词：孤岛工作面破坏深度重复采动微震数值模拟葛泉煤矿河北邢台

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蒙陕矿区地下水环境系统及采掘扰动

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煤田地质与勘探 2017年第2期45卷 85-89,95页

作者：虎维岳赵春虎中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

针对蒙陕矿区煤炭资源高强度开发与地下水为核心支撑的生态环境保护所面临的诸多问题,根据蒙陕矿区地质与水文地质结构特征,从地下水系统与水环境相关概念内涵及其相互依存关系出发,提出了地下水环境系统的概念;并从系统的空间结构特征... 详细信息

针对蒙陕矿区煤炭资源高强度开发与地下水为核心支撑的生态环境保护所面临的诸多问题,根据蒙陕矿区地质与水文地质结构特征,从地下水系统与水环境相关概念内涵及其相互依存关系出发,提出了地下水环境系统的概念;并从系统的空间结构特征、行为属性及其功能控制要素特征入手,将地下水环境系统细分为"结构控制层"、"水力驱动层"和"外围扰动层"3层结构;分析研究了不同结构层的功能、作用、主要组成要素及其状态表征指标,通过分析煤炭采掘活动与地下水环境系统相关结构要素的互馈机理,得出采煤活动通过对地下水环境系统中"结构控制层"的扰动进而导致"水力驱动层"的响应是诱发地下水环境系统演变的根本原因。

关键词：地下水环境系统系统结构状态指标采煤扰动

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煤层底板水害区域注浆治理影响因素分析与高效布孔方式

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煤田地质与勘探 2022年第11期50卷 134-143页

作者：虎维岳赵春虎吕汉江中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 陕西省“四主体一联合”黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心陕西西安710077

对于导、含水岩层进行超前区域注浆改造与加固是华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段。根据超前区域注浆改造技术应用的矿井水文地质基本原理,结合煤层底板水文地质结构、采动影响、定向钻进成孔与浆液扩散能力,以及受注岩层... 详细信息

对于导、含水岩层进行超前区域注浆改造与加固是华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段。根据超前区域注浆改造技术应用的矿井水文地质基本原理,结合煤层底板水文地质结构、采动影响、定向钻进成孔与浆液扩散能力,以及受注岩层边界条件等因素,分析了治理煤层底板薄层灰岩与厚层灰岩水害的超前区域注浆改造与加固的一般应用模式。并从受注岩层地质条件、注浆材料、注浆工艺等方面,分析得出受注层的空隙连通性、开启性、粗糙性、孔隙水承压性,注浆材料的粒度、黏滞性、时变性、结石能力,以及注浆压力、钻孔空间布置、注浆方式等,是影响煤层底板岩溶水害超前区域注浆治理效果的主要因素。另外,依据注浆过程中有效注浆压力计算公式,分析得出浆液在钻孔和裂隙中流动时由于受到钻孔和岩层空隙综合阻力的抑制,水平孔中沿程有效注浆压力逐步衰减,易形成“锥形”浆液扩散范围。最后,针对目前常用的超前区域注浆孔水平段分支孔平行布孔模式,由于间距过大和有效注浆压力衰减可能造成的注浆孔间盲区问题,根据注浆孔水平段有效注浆压力与浆液扩散范围的衰减规律,以消除注浆盲区为目标,提出了长距离错位平行分支孔、长距离逆向互补弧形分支孔、短距离羽状分支孔等3类注浆孔高效布孔模式,可为煤层底板水害超前区域高效治理技术科学应用提供依据。

关键词：底板岩溶水害区域治理定向钻进注浆材料浆液扩散布孔方式

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