[發明專利]用于防止礦井混凝土井筒受離子侵蝕破壞的電遷移裝置

有效

• 申請號: 201810853327.1
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109322700B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 朱世彬;王曉東;許剛剛;王海;武博強;曹祖寶
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;G01N33/38
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

1.一種用于防止礦井混凝土井筒受離子侵蝕破壞的電遷移裝置，其特征在于，包括一端插入井筒(1)頂部的井壁(101)內的正極電極(3)，正極電極(3)的另一端沿著井筒(1)的徑向向外輻射插入井筒(1)周圍的地層圍巖(2)中；

還包括一端插入井筒(1)靠近底板(102)的底部的井壁(101)內的負極電極(4)，負極電極(4)的另一端沿著井筒(1)的徑向向外輻射插入井筒(1)周圍的地層圍巖(2)中；

所述的正極電極(3)的另一端與電源(10)的正極相連，負極電極(4)的另一端與電源(10)的負極相連，使得井筒(1)、正極電極(3)、負極電極(4)和電源(10)串聯形成一個導電回路；

在井筒(1)的同一軸截面上，設置有兩個正極電極(3)和兩個負極電極(4)，兩個正極電極(3)安裝在井筒(1)頂部的井壁(101)上，兩個負極電極(4)安裝在井筒(1)靠近底板(102)的底部的井壁(101)上且兩側的井壁(101)上各安裝一個負極電極(4)；

所述的井筒(1)為對稱結構，以垂直底板(102)的井筒對稱面為對稱面，正極電極(3)和負極電極(4)呈面對稱布設，對稱面兩側的正極電極(3)和負極電極(4)分別串聯在兩個獨立的所述的導電回路中；

在井筒(1)的同一軸截面上的兩個獨立的所述的導電回路組成一個電遷移單元，所述的井筒(1)的井壁(101)上沿著軸向均勻布設有多個所述的電遷移單元；

所述的正極電極(3)和負極電極(4)的長度相等，正極電極(3)的長度為井筒(1)的內半徑與井筒(1)的井壁厚度之和的0.8～1.4倍；所述的正極電極(3)和負極電極(4)的直徑均為45mm～80mm；相鄰兩個電遷移單元之間的距離為正極電極(3)長度的0.6～0.8倍；

所述的井筒(1)包括井壁(101)和底部鋪設的底板(102)，底板(102)兩側和井壁(101)之間沿著軸向分別設置有排水集水溝(7)；

所述的正極電極(3)采用電動土工合成材料制成，所述的負極電極(4)采用鋼管制成，鋼管上均勻分布有多個側孔；鋼管的一端伸入穿過井壁(101)伸入井筒(1)內位于排水集水溝(7)上方，鋼管伸入井筒(1)內的端部表面包覆絕緣層；

所述的排水集水溝(7)內鋪設有陽離子吸收膜，所述的井壁(101)上正極電極(3)安裝位置處設置有陰離子吸收膜。

2.如權利要求1所述的電遷移裝置，其特征在于，所述的正極電極(3)和負極電極(4)均放入設置在地層圍巖(2)中的電極基槽(5)中，電極基槽(5)和正極電極(3)、電極基槽(5)和負極電極(4)之間均填充有導電填充物(6)。

3.如權利要求1所述的電遷移裝置，其特征在于，在井筒(1)的同一軸截面上，正極電極(3)和負極電極(4)之間的井壁(101)上交替均勻布設安裝有多個含水率傳感器(8)和鹽分含量傳感器(9)。

4.如權利要求1所述的電遷移裝置，其特征在于，所述的導電回路中，正極電極(3)和負極電極(4)之間的夾角為90°。