DIN 21530-3-2016 Mine support - Part 3 Requirements《矿井支护 第3部分 要求》.pdf

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1、September 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 73.100.10!%XT|“2534989www.din.deDIN 21530-3Ausbau fr den Bergbau Teil 3: Anforderu

2、ngenMine support Part 3: RequirementsSoutmement Minier Partie 3: Pr-requis techniquesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 21530-3:2003-05www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDDIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau)DIN-Normenausschuss Eisen und Stahl (FES)DIN 21530-3:2

3、016-09 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Anforderungen . 6 3.1.1 Werkstofftechnische Anforderungen . 6 3.1.2 Biegetragfhigkeiten und Einschubwiderstnde von Profilen und Verbindungen aus dem Werkstoff 31Mn4 . 10 3.1.3 Anforderungen an Ausbausysteme . 12 3

4、.1.4 Zug- und Druckbeanspruchung von Verbolzungen 12 3.1.5 Schweiarbeiten an Ausbauteilen 13 3.2 Technische Anforderungen 13 3.2.1 Gewichtsabweichungen . 13 3.2.2 Grenzabweichung der Masse . 13 3.2.3 Grenzabmae bei Walzlngen 13 3.2.4 Grenzabmae fr Segmentlngen und Grenzabmae fr Ausbauteile und Ausba

5、usysteme . 14 3.2.5 Grenzabmae und Formtoleranzen fr GI- und I-Profile . 14 3.2.6 Radientoleranzen bei gebogenen Segmenten . 15 3.2.7 Sonstige Toleranzen . 16 3.2.8 Segmentendenbeschaffenheit . 16 Literaturhinweise . 17 DIN 21530-3:2016-09 3 Vorwort Diese Norm wurde als Teil der Normen-Reihe DIN 215

6、30 Ausbau fr den Bergbau“ vom NA 005-05-23 AA Bergbau; Streckenausbau“ des DIN-Normenausschusses Bauwesen (NABau) erarbeitet. DIN 21530 Ausbau fr den Bergbau“ besteht aus: Teil 1: Allgemeines Teil 2: Mae, Bezeichnung und statische Werte Teil 3: Anforderungen Teil 4: Prfungen Teil 5: Kennzeichnung de

7、r Ausbauteile Diese Normen-Reihe regelt das Verfahren der Gtesicherung von Grubenausbau, der in untertgigen Bergwerken eingesetzt wird. Sie kann auch fr den Ausbau bergbaufremder, untertgiger Hohlrume herangezogen werden. Durch die Beachtung der Normen soll die planmige Funktion des Grubenausbaus in

8、 sicherheitlicher und betrieblicher Hinsicht sichergestellt sowie sein wirtschaftlicher Einsatz ermglicht werden. Es ist zu beachten, dass Streckenausbausysteme lnderspezifischen gesetzlichen und behrdlichen Anforderungen unterliegen knnen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Element

9、e dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 21530-3:2003-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Oberflchenhrte als Prfkriterium neu aufgenommen; b)

10、 Anforderungen fr das Einschubverhalten von nachgiebigen Rinnenprofilen neu aufgenommen; c) Vergtungszustand +QT 630 neu aufgenommen; d) Abschnitt Oberflchenbeschaffenheit gestrichen; e) Lieferzustand und mechanische Eigenschaften der Einheitsverbindung neu aufgenommen; f) Norm redaktionell berarbei

11、tet. DIN 21530-3:2016-09 4 Frhere Ausgaben DIN 21541-1: 1943-12, 1951-03, 1955-10 DIN 21542: 1947-09, 1951-05, 1956-07, 1969-11 DIN 21539: 1955-09, 1960-11, 1965-08, 1988-01 DIN 21538: 1961-04 DIN 21544: 1961-04, 1985-01, 1990-07 DIN 21545: 1961-08, 1991-03 DIN 21547: 1970-01, 1988-01 DIN 21554: 197

12、1-04, 1989-07 DIN 21541: 1974-08, 1988-09, 1991-04 DIN 21542-1: 1989-04 DIN 21542-2: 1989-04 DIN 21538-1: 1990-05 DIN 21538-2: 1990-05 DIN 21552: 1990-12, 1991-04 DIN 21530-3: 2003-05 DIN 21530-3:2016-09 5 1 Anwendungsbereich In dieser Norm werden die sicherheitstechnischen und technischen Anforderu

13、ngen an Ausbausysteme und Ausbauteile festgelegt. Diese Norm gilt fr folgende Profilstbe aus Stahl: GI-Profile, Rinnenprofile, gewalzte Profile fr Verbindungselemente zum Ausbau von Strecken und sonstigen Grubenrumen sowie deren Verbindungsteile, soweit sie aus Grubenausbaustahl gefertigt wurden. Di

14、e Anforderungen nach dieser Norm gelten fr Ausbauteile aus Stahl und Stahlguss. Sie legt die fr alle Ausbauteile gltigen Anforderungen sowie die Regeln fr den Nachweis der Brauchbarkeit fest. Sie gilt ebenfalls fr Breitflanschtrger (IPB, IPBv), soweit diese zum Einsatz kommen. Die Anforderungen bild

15、en die Basis fr den vom Hersteller sicherzustellenden Qualittsstandard, der wiederum die Voraussetzung fr eine einwandfreie Funktion von Ausbausystemen und Ausbauteilen darstellt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind

16、fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 21530-2:2016-09, Ausbau fr den Bergbau Teil 2: Mae, Bezeichn

17、ung und statische Werte DIN 21530-4:2016-09, Ausbau fr den Bergbau Teil 4: Prfungen DIN EN 1090-2, Ausfhrung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken Teil 2: Technische Regeln fr die Ausfhrung von Stahltragwerken DIN EN 10025-2, Warmgewalzte Erzeugnisse aus Bausthlen Teil 2: Technische Lieferbedi

18、ngungen fr unlegierte Bausthle DIN EN 10027-1, Bezeichnungssysteme fr Sthle Teil 1: Kurznamen DIN EN 10027-2, Bezeichnungssysteme fr Sthle Teil 2: Nummernsystem DIN EN 10052, Begriffe der Wrmebehandlung von Eisenwerkstoffen DIN EN 10163-3:2005-03, Lieferbedingungen fr die Oberflchenbeschaffenheit vo

19、n warmgewalzten Stahlerzeugnissen (Blech, Breitflachstahl und Profile) Teil 3: Profile; Deutsche Fassung EN 10163-3:2004 DIN EN 10204, Metallische Erzeugnisse Arten von Prfbescheinigungen DIN EN ISO 148-1, Metallische Werkstoffe Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy Teil 1: Prfverfahren DIN 21530-3:201

20、6-09 6 DIN EN ISO 5817:2014-06, Schweien Schmelzschweiverbindungen an Stahl, Nickel, Titan und deren Legierungen (ohne Strahlschweien) Bewertungsgruppen von Unregelmigkeiten (ISO 5817:2014); Deutsche Fassung EN ISO 5817:2014 DIN EN ISO 6506-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Brinell Teil 1: P

21、rfverfahren DVS 1704, Voraussetzungen und Verfahren fr die Erteilung von Bescheinigungen ber die Hersteller-qualifikation zum Schweien von Stahlbauten nach DIN 18800-7:2002-09 3 Anforderungen 3.1.1 Werkstofftechnische Anforderungen 3.1.1.1 Allgemeines Die werkstofftechnischen Kennwerte sind dem Vera

22、rbeiter in einer Prfbescheinigung nach DIN EN 10204 (nach den Lieferbedingungen der Bestellung) anzugeben. 3.1.1.2 Stahlerschmelzungsverfahren Das Erschmelzungsverfahren bleibt dem Hersteller berlassen, sofern bei der Bestellung nichts anderes vereinbart wird. Es muss jedoch dem Besteller bekannt ge

23、geben werden. Der Stahl 31Mn4 nach dieser Norm muss voll beruhigt vergossen sein. Stahl fr IPB- und IPBv-Trger und Sttzen muss beruhigt vergossen sein. 3.1.1.3 Chemische Zusammensetzung 3.1.1.3.1 Stahl 31Mn4 fr Grubenausbau Fr den Stahl 31Mn4 gelten die in Tabelle 1 angegebenen Werte fr die chemisch

24、e Zusammensetzung nach der Schmelzanalyse. Weitere Elemente wie z. B. Cr, Mo, Ni, V, Cu, B, Sn und Ti sind zulssig, sofern die in den Tabellen 3 und 4 genannten Werte fr die mechanischen Eigenschaften sowie die Eigenschaften fr die Verarbeitung (wie Warmumformbarkeit und Schweieignung) nicht beeintr

25、chtigt werden. Kupferanreicherungen in der Walzoberflche, die die Warmumformbarkeit oder die Schweieignung beeintrchtigen, sind unzulssig. Analyseneinengungen sowie Analysengrenzwerte einzelner Elemente, insbesondere bei den nicht in Tabelle 1 aufgefhrten Elementen, knnen bei der Bestellung vereinba

26、rt werden. Fr die Werte der Schmelzanalyse nach Tabelle 1 gelten bei der Stckanalyse die Grenzabweichungen nach Tabelle 2. Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung (Schmelzanalyse) Stahlsorte, Bezeichnung nach DIN EN 10027-1 Massenanteile in % C Si Mn P max. S max. Al min. Cu max. 31Mn4 (1.0520) 0,28 bis

27、 0,36 0,20 bis 0,50 0,80 bis 1,10 0,035 0,035 0,020 0,35 DIN 21530-3:2016-09 7 Tabelle 2 Grenzabweichungen der Stckanalyse von den nach Tabelle 1 gltigen Grenzwerten fr die Schmelzanalyse Element Zulssiger Massenanteil in der Schmelzanalyse Grenzabweichungen der Stckanalyse von den Grenzwerten fr di

28、e SchmelzanalyseaMassenanteile in % Massenanteile in % C 0,28 bis 0,36 0,02 Si 0,20 bis 0,50 0,03 Mn 0,80 bis 1,10 0,04 P 0,035 + 0,005 S 0,035 + 0,005 Al 0,020 0,005 Cu 0,35 + 0,05 aBei einer Schmelze drfen die Werte eines Elementes im Fall mehrerer Stckanalysen entweder nur die obere oder nur die

29、untere Grenze der fr die Schmelzanalyse geltenden Spanne berschreiten. 3.1.1.3.2 Stahl fr IPB- und IPBv-Trger und Sttzen Nach DIN EN 10025-2. 3.1.1.4 Lieferzustand Der Lieferzustand des 31Mn4 nach Tabellen 3 und 4 ist zwischen Hersteller, Verarbeiter oder Verbraucher zu vereinbaren, der Lieferzustan

30、d des Stahls fr IPB- und IPBv-Trger und Sttzen nach DIN EN 10025-2. 3.1.1.5 Mechanische Eigenschaften Fr die Stahlsorte 31Mn4 gelten die Grenzwerte fr Profilstbe nach Tabelle 3 und fr Verbindungsteile nach Tabelle 4. DIN 21530-3:2016-09 8 Tabelle 3 Mechanische Eigenschaften fr Profilstbe aus 31Mn4 z

31、um Zeitpunkt der Lieferung Stahlsorte, Bezeichnung Lieferzustand Streck-grenze Zug-festig-keit Bruchdehnung Kerbschlagarbeit AV (DVM)a Oberflchenhrte HV1 A Probenlage Kurzname nach DIN EN 10027-1 Werkstoff-Nr. nach DIN EN 10027-2 Benen-nung Kenn-buch-stabe (L0= 5 d0) Flansch, Kopf oder Ohr Boden Mit

32、tel aus drei Einzelmessungen ReHRmFlansch, Kopf oder Ohr Boden Mittel-wert aus drei Proben Einzel-wert Mittelwert aus drei Proben Einzel-wert min. min. min. min. N/mm2% J 31Mn4 1.0520 warm-gewalzt +AR 350 550 18 15 18 15 16 14 vergtet +QT 520 650 17 17 105 100 105 100 300 50b vergtet +QT630 630 790

33、16 16 75 70 75 70 aDVM-Probe nach DIN EN ISO 148-1, ungealtert, bei Raumtemperatur bWenn der Mittelwert aus drei Einzelmessungen an einem Messpunkt (siehe DIN 21530-4) die Mindestoberflchenhrte von 250 HV1 unterschreitet bzw. 350 HV1 berschreitet, mssen diese drei Messungen an der spiegelbildlich ge

34、genberliegenden Seite des Versuchsmaterials wiederholt werden. Magebend zur Beurteilung der Oberflchenhrte ist der Mittelwert aus den Ergebnissen aller Messpunkte DIN 21530-3:2016-09 9 Tabelle 4 Mechanische Eigenschaften fr Verbindungsteile aus 31Mn4 zum Zeitpunkt der Lieferung Stahlsorte Lieferzust

35、and Streck-grenze Zug-festig-keit Bruch-dehnung Kerbschlagarbeit AV(DVM)aA5ReHRm(L0= 5 d0) Mittel-wert aus drei Proben Einzel-wert Kurz-name Werk-stoff-Nr. Benen-nung Kenn-buchstabe min. min. min. N/mm2% J 31Mn4 1.0520 warm-gewalzt +AR 350 550 18 18 15 normal-geglht +N 350 550 20 34 28 vergtet +QT 5

36、20 650 17 105 100 a DVM-Probe nach DIN EN ISO 148-1, ungealtert, bei Raumtemperatur 3.1.1.6 Lieferzustand und mechanische Eigenschaften der Einheitsverbindung 3.1.1.6.1 Oberlasche Werkstoff: 31Mn4 +QT und S 355 / S 235 Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit Rm= 600 MPa bis 1 100 MPa Bruchdehnung A

37、5= min. 16% Kerbschlagarbeit Av= DVM Proben nach DIN EN ISO 148-1, ungealtert, bei Raumtemperatur, Mittelwert aus 3 Proben = min. 70 Joule; Einzelwert = min. 60 Joule Hrtewerte Messpunkt (DIN 21530-4:2016-09, Bild 10) 1 bis 8, O1 und O2 = 205 325 HBw 5/750 (DIN EN ISO 6506-1) Hrtewerte Messpunkt (DI

38、N 21530-4:2016-09, Bild 10) U1, U2 und U3 = 180 325 HBw 5/750 (DIN EN ISO 6506-1) 3.1.1.6.2 Unterlasche + AR nach Tabelle 4 Die mechanischen Eigenschaften fr Stahl fr IPB- und IPBv-Trger und Sttzen: nach DIN EN 10025-2. DIN 21530-3:2016-09 10 3.1.1.7 Eigenschaften fr die Weiterverarbeitung 3.1.1.7.1

39、 Umformbarkeit des Werkstoffes 31Mn4 Der Stahl muss kalt umformbar und kalt richtbar sein. 3.1.1.7.2 Schweieignung des Werkstoffes 31Mn4 Stahl nach dieser Norm ist zum Abbrennstumpfschweien geeignet. Beim Anschweien von Zusatzelementen sind gegebenenfalls erprobte Manahmen, zum Beispiel Vorwrmen, an

40、zuwenden. 3.1.1.8 Oberflchenbeschaffenheit von Profilen Die Oberflchenbeschaffenheit muss DIN EN 10163-3:2005-03, Klasse C, Untergruppe 1 entsprechen. Bohrungen, Stirn- und Schnittflchen mssen frei von scharfkantigen Graten (Grate max. 3 mm in Einzelfllen max. 5 mm) sein, die zu Verletzungen fhren k

41、nnen oder eine Weiterverarbeitung beeintrchtigen. 3.1.1.9 Wrmebehandlung Fr die Durchfhrung der Wrmebehandlung gilt DIN EN 10052. 3.1.2 Biegetragfhigkeiten und Einschubwiderstnde von Profilen und Verbindungen aus dem Werkstoff 31Mn4 3.1.2.1 Mindestbiegetragfhigkeiten von geraden Profilen Die Biegetr

42、agfhigkeit von Rinnenprofilen des Streckenausbaus wird nach folgender Gleichung ermittelt: Mb= ReH Wb (m + (Rm ReH)/ReH) (1) Dabei ist MbBiegemoment in kNm; ReHStreckgrenze = 350 N/mm2/ 520 N/mm2(Walzzustand / vergtet); WbWiderstandsmoment, bezogen auf Schwerpunkt; m Biegefaktor, max. 1,27; RmZugfes

43、tigkeit = 550 N/mm2/ 650 N/mm2(Walzzustand / vergtet). Die nach dieser Gleichung ermittelten Mindestbiegetragfhigkeiten der Rinnenprofile sind in der nachfolgenden Tabelle 5 aufgefhrt. Sie sind in Biegeprfungen auf den hierfr zugelassenen Prfstnden nachzuweisen. Dabei sind Kraft-Weg-Diagramme aufzuz

44、eichnen. Die Mindestbiegetragfhigkeiten der brigen Profile wurden entsprechend den Anforderungen der Bezirksregierung Arnsberg, Bergbau und Energie in NRW, bernommen. DIN 21530-3:2016-09 11 Tabelle 5 Mindestbiegetragfhigkeit von Profilen Profiltyp nach DIN 21530-2 Meter-gewicht Biegetragfhigkeit, Pr

45、ofile, Walzzustand Biegetragfhigkeit, Profile vergtet Werkstoff kg/m kNm kNm TH 70/21 20,9 38,6 48,5 31Mn4 TH 70/25 25,0 47,7 63,2 TH 70/29 29,0 60,3 76,5 TH 70/34 33,8 82,4 101,2 TH 70/36 35,9 87,5 109,1 TH 70/40 39,9 99,8 122,5 TH 70/42 41,8 105,1 129,2 TH 70/44 43,7 110,1 135,2 IB 100 20,4 50,9 6

46、2,5 GIP 120 29,5 87,6 107,5 GIP 130 34,5 112,7 138,3 GIP 140 41,5 146,2 179,4 GI 100 20,7 52,2 64,0 GI 110 24,5 66,3 81,4 GI 120 30,1 99,2 121,7 3.1.2.2 Einschubverhalten von nachgiebigen Rinnenprofilen mit Verbindungen Die Einschubwiderstnde von Rinnenprofilen sind in Abhngigkeit vom Profilmetergew

47、icht in der nachfolgenden Tabelle 6 aufgefhrt. Die Abscherkrfte der Mitnehmer sind ausschlielich der Einschub-krfte aufgefhrt. Sie sind an geraden Stben zu prfen. Tabelle 6 Mindesteinschubwiderstnde und Abscherkrfte von Rinnenprofilverbindungen Metergewicht des Rinnenprofils Mittlere obere Einschubk

48、raft Abscherkraft der Mitnehmer bei zwei Schellen bei drei Schellen kg/m kN kN 26 150 200 60 bis 150 29 bis 36 200 250 60 bis 150 40 250 300 60 bis 150 DIN 21530-3:2016-09 12 3.1.2.3 Biegetragfhigkeit von Verbindungen Verbindungen von Rinnenprofilen mssen die tatschlichen Profiltragfhigkeiten zu 100 % bertragen knnen. Verbindungen von Stegprofilen mssen die Biegetragfhigkeiten entsprechend den Anforderungen der Bezirksregierung Arnsberg, Bergbau und Energie in NRW, zu 2/3 des Biegemoments der Profile ber-tragen knnen. 3.1.3 Anforderungen an Ausbausysteme Nachgiebige Ausbausy