Прогнозування надійності будівель і споруд поверхневого комплексу шахт в умовах недостатньої інформації про їх технічний стан

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої наукової проблеми в області безпечної експлуатації будівель поверхні шахт, а саме розвитку теоретич- них основ та методики прогнозування надійності елементів будівель і споруд пове- рхневого комплексу шахт в умовах недостатньої інформації про їх технічний стан з використанням математичного апарату та імовірнісно-статистичних методів тех- нічної діагностики. Уперше встановлено закономірності появи дефектів і їх розвитку в результаті різного роду процесів накопичення пошкоджень при великій кількості елементів конструкцій та встановлено залежності зносу елементів конструкцій будівлі від ве- личини ентропії. На основі комплексного аналізу проведених досліджень запропоновано нову концепцію керування конструкційною безпекою гірничотехнічних об'єктів, в ос- нову якої покладено критерії оцінювання їх стійкого стану – параметр конструкти- вної безпеки системи й надійність елементів у часі – для попередження катастро- фічних і важких наслідків при експлуатації.

Диссертация посвящена решению важной проблемы в области безопасной эксплуатации зданий поверхности шахт, а именно развития теоретических основ и методики прогнозирования надежности элементов зданий и сооружений поверх- ностного комплекса шахт в условиях недостаточной информации об их техниче- ском состоянии с использованием математического аппарата и вероятностно-ста- тистических методов технической диагностики. Впервые установлены закономерности появления дефектов и их развития в результате различного рода процессов накопления повреждений при большом ко- личестве элементов конструкций и установлены зависимости износа конструкций здания от величины энтропии. Разработана методика оценки и анализа надежности промышленных соору- жений с учетом представления результатов выполнения работ в виде статистиче- ских данных на основе математического моделирования возможных дефектов и предложен новый подход определения уровней состояния объекта за результатами диагностирования. Мерой оценки надежности элементов эксплуатируемых зданий и сооружений поверхностного комплекса предложено использовать дивергенцию Кульбака-Лейблера. Разработана новая модель определения надежности элементов конструкций объектов поверхности в состояниях, не предусмотренных проектом, от эксплуата- ционной нагрузки и внезапного аварийного воздействия. Исследованиями установ- лены пороговые значения энтропии, при достижении которых здание переходит в качественно иное состояние, что позволяет оперативно контролировать пороговые значения дефектности, при достижении которых объект переходит в качественно иное состояние. На основе комплексного анализа проведенных исследований предложена но- вая концепция управления конструкционной безопасностью горнотехнических объектов, в основу которой положены критерии оценки их устойчивого состояния – параметр конструктивной безопасности системы и надежность элементов во вре- мени – для предупреждения катастрофических и тяжелых последствий при эксплу- атации. Расчетный экономический эффект от внедрения докторской диссертацион- ной работы по ряду предприятий составляет от 120 000,0 грн в год до 249 643,3 грн в год.

The dissertation is devoted to the solution of the important problem in the safe operation of mine surface buildings, namely the development of theoretical bases and methods for predicting the reliability of elements of buildings and structures of the surface complex of mines in terms of inadequate information about their technical condition using mathematical apparatus and probabilistic-statistical methods of technical diagnostics. For the first time, the regularities of the appearance and development of defects caused by accumulated damages with a large number of structural elements were estab- lished, the dependences of wear of the building supporting structures on the value of en- tropy were estimated. A new concept of structural safety management of mining facilities was proposed on the basis of a comprehensive analysis of the conducted research. The concept is based on the criteria for assessing their stable state like a parameter of the structural safety sys- tem and the reliability of the elements in time, and enables to prevent disastrous effects during operation.