[发明专利]用于防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移装置

说明书

本发明提供了一种用于防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移装置，包括一端插入井筒顶部的井壁内的正极电极，正极电极的另一端沿着井筒的径向向外辐射插入井筒周围的地层围岩中；还包括一端插入井筒靠近底板的底部的井壁内的负极电极，负极电极的另一端沿着井筒的径向向外辐射插入井筒周围的地层围岩中；所述的正极电极的另一端与电源的正极相连，负极电极的另一端与电源的负极相连，使得井筒、正极电极、负极电极和电源串联形成一个导电回路。本发明的装置利用电场力实现控制水分中离子向井筒入渗，防止盐分在井壁富集，进而达到从盐分来源这一根本上解决矿井井壁破坏问题的目的。

技术领域

本发明属于采矿安全领域，涉及矿井混凝土井筒，具体涉及一种用于防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移装置。

背景技术

我国是煤炭大国，煤炭资源分布广泛，煤层赋存条件复杂，井工开采比例大，井筒与巷道安全与否严重影响矿井安全生产。很多井田区地下水中含有过量氯盐和硫酸盐，受渗流作用影响，矿井井筒常年受到侵蚀，原有的混凝土井筒遭到粉化，失去强度，严重威胁矿井安全。混凝土砌碹的矿井井筒遭到破坏的直接原因是水分携带盐分在混凝土内部聚集并与之形成一系列化学反应，生成无粘聚性颗粒状的石膏、钙矾石、氢氧化镁、镁硅酸凝胶、硅灰石膏等，造成混凝土结构的水化产物逐渐减少，混凝土膨胀开裂，混凝土截面、重量以及强度严重损失，严重威胁采矿安全。因此，盐分侵蚀矿井井筒造成井筒腐蚀这一问题一直是煤矿安全生产中经常面对且十分棘手的难题。

目前，解决混凝土腐蚀的方法，一是在建造时采用抗硫酸盐腐蚀水泥建造，但对于已受腐蚀的井筒而言为时已晚；二是在混凝土结构表面涂刷一层防护膜，但此方法是解决从混凝土表面侵蚀入渗的问题，对于从内向外腐蚀的井筒而言又是不可行；三是通过在井筒壁后注浆加固的方法延缓混凝土腐蚀的时间，但由于地下水侵蚀是一个长期动态的过程，注浆法并不能从根本上隔断盐分对混凝土的腐蚀作用，时间一长，所注浆液同样会遭到盐分侵蚀，矿井井筒腐蚀问题一直存在，其结构稳定性仍堪忧，并严重威胁采矿生产中人员与机械的安全。因此，急需一种长期有效动态持续的方法抑制地下水中离子侵蚀过程，进而维持矿井井筒的安全稳定。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移装置，解决现有技术中的离子侵蚀破坏方法难以从根本上解决矿井混凝土井筒的侵蚀破坏的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种用于防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移装置，包括一端插入井筒顶部的井壁内的正极电极，正极电极的另一端沿着井筒的径向向外辐射插入井筒周围的地层围岩中；

还包括一端插入井筒靠近底板的底部的井壁内的负极电极，负极电极的另一端沿着井筒的径向向外辐射插入井筒周围的地层围岩中；

所述的正极电极的另一端与电源的正极相连，负极电极的另一端与电源的负极相连，使得井筒、正极电极、负极电极和电源串联形成一个导电回路。

本发明化具有如下技术特征：

在井筒的同一轴截面上，设置有两个正极电极和两个负极电极，两个正极电极安装在井筒顶部的井壁上，两个负极电极安装在井筒靠近底板的底部的井壁上且两侧的井壁上各安装一个负极电极；

所述的井筒为对称结构，以垂直底板的井筒对称面为对称面，正极电极和负极电极呈面对称布设，对称面两侧的正极电极和负极电极分别串联在两个独立的所述的导电回路中。

在井筒的同一轴截面上的两个独立的所述的导电回路组成一个电迁移单元，所述的井筒的井壁上沿着轴向均匀布设有多个所述的电迁移单元。