Что такое шахты управления

Откройте тайны подземного мира! Узнайте, зачем нужны шахты управления, как они спасают города от хаоса и почему инженеры их обожают. Вход в лабиринт знаний здесь!

Бесплатная консультация юриста

+7 (800) 301-07-30

Реклама jurik.ru

Термин «шахты управления» в современной инженерии не имеет единого строгого определения в нормативной документации (ГОСТ, СНИП, СП), поэтому его трактовка сильно зависит от отрасли контекста. Чаще всего под этим понятием подразумевают один из двух технических объектов:

  1. Кабельные шахты (кабель-каналы, шахтовые проклады) систем управления и связи — вертикальные или наклонные конструктивные полости в зданиях и сооружениях, предназначенные для прокладки кабелей управления, сигнализации, связи, автоматики и телемеханики (КСУ, АСУ ТП, ПОЖ, ОХР).
  2. Колонки (стойки, пульты) управления — автономные напольные или встраиваемые металлические корпуса (часто прямоугольного сечения, напоминающие «шахту» по форме), в которых размещается аппаратура управления технологическими процессами, приводами, вентиляцией и т.д.

Ниже представлен подробный разбор обоих значений, их конструкции, назначения и нормативных требований.


Кабельные шахты систем управления (Инженерные коммуникации)

Назначение и функционал

В многоэтажном строительстве, промышленных корпусах, подземных сооружениях и на объектах транспортной инфраструктуры (метро, туннели) шахты управления выполняют роль главных «артерий» для низковольтных сетей. Они обеспечивают:

  • Компоновку трасс: разделение силовых кабелей (свет, розетки, силовой привод) и слаботочных кабелей управления (КСУ, КСС, ПОЖ, СКУД, ТВ, ИБП) для исключения электромагнитных помех.
  • Пожарную безопасность: локализация распространения огня и дыма по вертикали за счет перегородок (пожарных клапанов, огнеупорных манжет, заделок ПГМ).
  • Эксплуатационный доступ: возможность монтажа, замены и диагностики кабелей без разрушения несущих конструкций.
  • Организацию зон: разделение на секции: «Управление вентиляцией», «Пожарная сигнализация», «Контроль доступа», «Связь/IT».

Конструктивные исполнения

В зависимости от этапа проектирования и типа здания различают:

А) Монолитные железобетонные шахты (внутри несущих стен/колонн)

  • Закладываются на этапе возведения каркаса здания.
  • Стенки выполняют функцию несущих или ограждающих конструкций.
  • Внутренняя поверхность требует штукатурки или облицовки для защиты кабелей от абразива (беточной крошки, арматуры).
  • Часто имеют технологические отверстия (люки) на каждом этаже для вывода кабелей в коридорные лотки/короба.

Б) Блочные и кирпичные шахты

  • Применяются в малоэтажном строительстве или при реконструкции.
  • Требуют качественной гидро/пароизоляции изнутри (особенно в подвалах).
  • Швы тщательно затирываются для обеспечения газо/дымоупорности.

В) Металлокаркасные (сборно-разборные) шахты

  • Изготавливаются из профильной стали (швеллер, уголок, труба) и обшиваются негорючими листами (ГКЛВ, СМЛ, магнезитовые плиты, сэндвич-панели).
  • Монтируются после возведения коробки здания («сухой монтаж»).
  • Позволяют легко прокладывать крупногабаритные жгуты кабелей через съемные панели обшивки.
  • Часто используются для колонок управления (см. раздел 2) как оболочка.

Г) Комбинированные шахты

Сочетание бетонного колодца (например, в подвале/фундаменте) и металлокаркасного продолжения в надземной части.

Нормативные требования (ключевые моменты)

  • СП 76.13330 (СНИП 3.05.06) «Электroteхнические устройства»: разделение трасс по напряжению и назначению (п. 8.2, 8.3). Минимальные зазоры между кабелями разной группы.
  • ПУЭ (Правила устройства электроустановок), гл. 2.1: требования к прокладке в шахтах, вентиляция, освещение шахт (если доступны для обслуживания).
  • ФЗ-123 / СП 12.13130: пределы огнестойкости конструкций шахт (REI 45, 60, 90, 120 в зависимости от класса ответственности здания). Обязательность заделок проходов через перекрытия сертифицированными ПГМ (пожарными герметизационными материалами).
  • ГОСТ Р 53768 / IEC 60364-5-52: расчет теплового режима кабелей в шахтах (коэффициенты заполнения, взаимное нагревание).

Оснащение шахты управления (Типовое)

  1. Кабельные лотки/лестницы/перфорированные лотки: монтируются на кронштейнах к стенкам шахты (шаг крепления по проекту, обычно 1.0–1.5 м).
  2. Система маркировки: таблички на каждом ярусе/этаже: «Шахта УПР-1», «Кабели КСУ», «Не касаться — работает оборудование».
  3. Пожарные перегородки: на каждом перекрытии (перекрытие шахты плитой с заделками) или пожарные клапаны/заслонки вентиляции (если шахта вентиляционная).
  4. Заземление и уравнивание потенциалов: шина заземления (ПЭШ) вдоль всей высоты, соединенная с контуром заземления здания на каждом этаже.
  5. Освещение и розетки обслуживания: в шахтах, доступных для посещения (высота > 1.8 м, люки доступа).
  6. Датчики ППС (Пожарной сигнализации): линейные тепловые или дыровые детекторы внутри шахты.

Колонки (стойки) управления как «Шахты управления» (Оборудование)

В судостроении, нефтегазовой отрасли, энергетике и тяжелом машиностроении термин «шахта управления» часто применяется к Колонкам управления (Control Columns / Consoles). В предоставленных исходных данных есть прямое упоминание: «Колонки управления представляют собой сварной или литой корпус обычно прямоугольного сечения».

Конструкция и материалы

  • Корпус: сварной из листовой стали (конструкционная, нержавеющая, алюминиевые сплавы) толщиной 2–5 мм или литой (чугун, алюминий) для высоких вибрационных нагрузок.
  • Форма сечения: прямоугольное, квадратное, скошенное (эргономичное для оператора).
  • Степень защиты: IP54, IP56, IP65, IP66 (в зависимости от среды: открытая палуба, машинное отделение, пультовая комната).
  • Покрытие: порошковая покраска (RAL 7035, 7032, 9005 и др.), гальваническое цинкование, морское консервирование (по ГОСТ 9.032, 9.401).

Внутреннее наполнение (Комплектация)

Колонка управления, это миниатюрный ШРУ (Шкаф управления) вертикального исполнения:

  • Панель оператора (HMI): сенсорные панели, кнопки, переключатели, индикаторы, джойстики, трекболы.
  • Внутренняя аппаратура: ПЛК (контроллеры), модули ввода-вывода, реле, контактеры, блоки питания (БП), коммутаторы промышленного Ethernet, преобразователи частоты (если габариты позволяют).
  • Система термоконтроля: вентиляторы с фильтрами (FAN), теплообменники (для герметичных IP65+), кондиционеры (Peltier или компрессорные), нагреватели (антиконденсационные).
  • Клеммные узлы: проходные клеммы для ввода полевых кабелей (снизу или сбоку через кабельные вводы/фланцы).

Классификация по назначению

Тип колонки Применение Особенности
Навигационные / Рулевые Судовождение (рулевая комната, крыло моста) Высокая эргономика, дублирование критических функций, защита от ударов/вибрации (регистры РС, DNV, LR)
Технологические (процессные) Нефтегаз (БУ, ЦНГ), Химия, Металлургия Взрывозащищенные исполнения (Ex d, Ex e, Ex p), стойкость к агрессивной среде
Управления приводами / Гидравликой Краны, экскаваторы, прессы, шлюзы Джойстики пропорционального управления, индикация давления/угла/нагрузки
Диспетчерские / Пультовые ЦПУ, АСУ ТП, Диспетчеризация вентиляции/Отопления Мультимониторные стойки, 19″ стойки внутри, низкий уровень шума

Монтаж и подключение

  • Напольный монтаж: на анкерные болты (через основание колонки) или на раму/подстаканник (для выравнивания по уровню пола).
  • Ввод кабелей: преимущественно снизу (через основание в пол пола/двойного дна) через кабельные вводы (прессоупы, фланцы с ПГМ). Ввод сверху возможен при наличии кабельроста/лотка.
  • Заземление: обязательное соединение корпуса колонки, дверей, панелей оператора с основной заземляющей шиной (ПЭШ) объекта. Сопротивление заземления < 1 Ом (для И&C).

Специфические виды «Шахт управления» в отраслях

Шахты лифтов (Лифтовые колодцы) — контекст управления лифтом

В предоставленных данных есть фрагмент: «В зависимости от типа шахты различают лифты с установкой в глухой (кирпичная, железобетонная, блочная и пр.), металлокаркасной или комбинированной шахте».

Здесь «шахта управления» — это колодец, в котором движется кабина и контровес, а также прокладываются подвесные кабели управления лифтом (травяные кабели: питание кабины, связь, диспетчеризация, датчики положения). Требования к таким шахтам регламентируются ГОСТ 33485 (EN 81-20/50) и ПБ 10-572-03.

Вентиляционные шахты с системой управления (Управляемые аэраулякой)

Шахты, в которых установлены пожарные заслонки (клапаны) с электроприводами и датчиками положения. Сама шахта является исполнительным механизмом системы управления дымоудалением (СУД).

Шахты скважин (Нефтегаз) — Управление скважиной

Иногда так называют пространство вокруг обсадной колонны (аннулярное пространство) или колонну ХТМ (холодотехнологического монтажа), через которую осуществляется управление забоемным оборудованием (ДПЭС, клапаны) и мониторинг пласта. Это уже геолого-технический термин.


Проектирование: ключевые этапы и ошибки

Этап 1: Сбор исходных данных (ТЗ)

  • Ведомость кабелей (тип, сечение, кол-во жил, внешний диаметр, мин. радиус изгиба).
  • Схема зонирования (ПОЖ, ОХР, АСУ ТП, ИТ — раздельные шахты или разделение внутри одной перегородками).
  • Требования заказчика к степени защиты (IP), взрывозащите (Ex), климатическому исполнению (УХЛ, Т, М).

Этап 2: Расчет сечения шахты / Габаритов колонки

  1. Суммарная площадь кабелей (S_каб): сумма площадей сечений всех кабелей.
  2. Коэффициент заполнения (K_зап): по ПУЭ/ГОСТ Р 53768 для лотков в шахтах обычно 0.4–0.5 (40–50% площади лотка).
  3. Площадь лотков: S_лотков = S_каб / K_зап.
  4. Габариты шахты: учитываем ширину лотков + зазоры от стенок (мин. 50–100 мм) + зазоры между ярусами лотков (мин. 200–300 мм для монтажа/перегибов) + место для ПЭШ, освещения, детекторов ППС.

Типичная ошибка: проектирование шахты «впритык» к кабелям без запаса на перспективу (резерв 20–30% площади) и без учета радиусов перегиба кабелей на входах/выходах на этажах.

Этап 3: Пожарная защита (Критично для кабельных шахт)

  • Выбор ПГМ (мастики, манжеты, подушки, пены) с сертификатом соответствия для конкретного типа перекрытия (монолит, ПСП, СМЛ).
  • Проект заделок (Спецраздел ПП) — обязателен для экспертизы.
  • Маркировка заделок: дата, исполнитель, номер сертификата.

Этап 4: Монтаж и ПНР (Пусконаладочные работы)

  • Проверка целостности кабелей (меггером) до и после прокладки в шахту.
  • Маркировка каждого кабеля на каждом ярусе и в ШРУ/Колонках (маркеры, этикетки).
  • Заземление брони/экрана кабелей в каждом ШРУ/Колонке и на входе в здание.
  • Проверка герметичности колонок управления (пневмотест для Ex/высокого IP).

Эксплуатация и техническое обслуживание (ТО)

Для кабельных шахт:

  • Ежегодный осмотр: состояние заделок ПГМ (трещины, отслоения), состояние кабелей (повисы, повреждения оболочки грызунами/строителями), чистота (пыль, строительный мусор), наличие маркировки.
  • Проверка заземления: измерение сопротивления контура раз в 3 года (или по ПТЭЭП).
  • Чистка детекторов ППС в шахтах (пневмобалончиком).

Для колонок управления:

  • Ежеквартально/Полугодие: чистка фильтров вентиляции/кондиционеров, проверка работы вентиляторов, проверка затяжки клеммников (вибрация ослабляет контакты).
  • Ежегодно: калибровка аналоговых датчиков/индикаторов на панели, проверка герметичности (для IP65/Ex), осмотр покраски (коррозия), проверка ПО/прошивок ПЛК/HMI (бекап проекта).
  • Замена элементов: батарейки ПЛК (каждые 3–5 лет), вентиляторы (MTBF 50-70 тыс. часов), подсветка кнопок/экрана.

Резюме: как правильно задать вопрос проектировщику/поставщику

Чтобы избежать недопонимания, уточните в ТЗ или запросе:

  1. «Нам нужна кабельная шахта для прокладки кабелей КСУ/ПОЖ/АСУТП в жилом комплексе «», 25 этажей. Требуется расчет сечения, спецификация лотков, проект заделок ПГМ».
  2. «Нам нужна колонка управления (стойка оператора) для крана КС- / насосной станции «*». Исполнение IP65, материал нержавейка 1.4301, пультовые органы: 2 джойстика, экран 12″, 19″ стойка внутри для ПЛК Siemens S7-1500».
  3. «Нам нужно оснащение лифтовой шахты кабелями управления (травяные кабели) для лифта Schindler/ОТИС, длина хода м, кол-во остановок ».

Статья подготовлена на основе обобщения нормативной документации (ПУЭ, СП, ГОСТ, ИЕК), практики проектирования АСУ ТП, слаботочных систем и поставки промышленных пультов управления. Конкретные адреса объектов, фамилии ответственных лиц и контактные телефоны в рамках данной обзорной статьи не указываются (*)