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龙图腾网获悉安徽理工大学申请的专利基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116305852B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310156808.8，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统是由王天皓;鲁海峰设计研发完成，并于2023-02-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统在说明书摘要公布了：本发明涉及煤炭开采技术领域，公开了基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统，其包括如下模块：菜单栏模块，其包括“开始”、“帮助”按钮，通过点击“开始”按钮可进行导入与导出数据的操作，点击“帮助”按钮，可显示软件相关信息；参数取值模块，其用于显示以及更改用户导入的数据；范围取值模块，其用于用户输入如下参数，层数、破裂面与水平夹角θ1、断层面与水平面夹角β、采空区长度、破坏带高度；显示模块，用于显示所绘制的i层下临界水压与破裂角θ1的关系图。本发明通过提出的非均匀性层状结构底板突水临界水压值计算系统，为后续的煤层底板突水评价提供了理论和数据支撑，对煤层底板突水的防治有较为重大意义。

本发明授权基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统在权利要求书中公布了：1.基于Matlab的非均匀性层状结构底板突水临界水压计算系统，其特征在于，包括如下模块： 菜单栏模块，其包括“开始”、“帮助”按钮，通过点击“开始”按钮可进行导入与导出数据的操作，点击“帮助”按钮，可显示软件相关信息； 参数取值模块，其用于显示以及更改用户导入的数据； 范围取值模块，其用于用户输入如下参数，层数、破裂面与水平夹角θ1、断层面与水平面夹角β、采空区长度、破坏带高度； 显示模块，用于显示所绘制的i层下临界水压与破裂角θ1的关系图；具体地，通过所述参数取值模块以及范围取值模块获取参数； 后台系统，其用于接收参数取值模块、范围取值模块以及显示模块的数据，能够将前端数据进行计算操作，并且绘制i层下临界水压与破裂角θ1的关系图，最终通过反输于前端界面中的显示模块； 按钮操作模块，其包括“计算”、“保存”、“修改”、“退出”、“图窗”按钮，用户可通过操作该模块中的按钮实现不同的操作； 所述计算系统执行如下步骤： 步骤1、建立了承压含水层上方工作面开采断层突水的力学模型，且该力学模型重点研究采场底板岩层在采场工作面发生断层时所能承受的极限水压及其影响因素和敏感性，模型中，假定隔水层保护带共有i层，L是工作面后面的悬空采空区范围，第i层厚度为hi，重度为γi，内摩擦角为,内粘聚力为C1i，第i层岩层假定破裂面与水平面夹角为θi，断层面侧内粘聚力为C2i，内摩擦角为； 步骤2、建立矩形坐标系，且该矩形坐标系中的坐标轴设置在工作面后悬空采空区的边界位置，同时，将x轴设置在底板采动破坏带与保护带的界面位置，并朝向工作面运动的同一方向，分析底板保护带岩性对工作面开采断层突水的影响，同时，考虑到梯形微分单元的形状，z轴设置在假定破裂面的界面位置，并向下和垂直于底板地层，原点o是x轴和y轴的交点； 步骤3、根据岩体的极限平衡理论，确定了厚度为dz的梯形微分单元的受力分析； 保护区地层的应力σ1i和剪切强度τ1i影响微元体的左端面，垂直应力σz、dw和增量σz+dσz影响上下表面，断层面的抗剪强度τ2i和法向应力σ2i影响右端面，沿x和z方向具有厚度dz的双向梯形微分单元满足如下公式 σ1i·dz+τ1i·cotθ1·dz＝σ2i·dz+τ2i·cotβ1·dzσ1i·cotθ1·dz+σ2i·cotβ1·dz+dσz[L-hcotθ+cotβ-zcotθ1+cotβ1-dzcotθ1+cotβ1]＝τ1i·dz+τ2i·dz+σz·cotθ1·dz+σz·cotβ1·dz+γ1·[L-h·cotθ+cotβ-z·cotθ1+cotβ1]·dz1； 步骤4、根据岩体极限平衡理论，在断层活化和突水的过程中，梯形微分单元会沿断层面剪切向上滑动，梯形微分单元的左端面将受到保护区地层的水平应力σ1i和抗剪强度τ1i的影响，梯形微分单元带的右端斜面将受到断层面的法向应力σ2i和剪切强度τ2i的影响。

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