·作用原理：

·降低接地電阻：焦炭導電性能良好，作為填充料可增加陽極與周圍土壤的接觸面積，降低陽極地床的接地電阻，使電流能更順暢地通過土壤傳導，提高陰極保護系統(tǒng)的效率。

·改善電流分布：在深井陽極周圍形成均勻?qū)щ妼樱兄陔娏髟谕寥乐芯鶆蚍植迹苊怆娏骶植窟^度集中，減少金屬結(jié)構(gòu)因電流密度過大導致的腐蝕風險，確保被保護金屬各部分都能獲得足夠保護電流，提高整體保護效果。

·保護陽極本體：在陽極與土壤間形成隔離層，防止土壤中有害物質(zhì)（如氯離子、硫酸根離子等）對陽極的腐蝕，還能降低陽極因土壤壓實、膨脹等物理作用受到的機械損傷，延長陽極使用壽命，降低維護成本。

·維持土壤環(huán)境穩(wěn)定：具有良好的透氣性，可使深井陽極電解過程中產(chǎn)生的氣體（如氫氣、氧氣等）順利排出，維持土壤環(huán)境穩(wěn)定性。同時能吸收和儲存一定水分，保持陽極周圍土壤濕度，為陽極反應(yīng)提供有利環(huán)境。

·材料特性：

·多孔碳質(zhì)材料：含碳量≥85%，具有較高的化學穩(wěn)定性和導電性。電阻率為 0.5-1.5Ω?m，介于陽極材料（如高硅鑄鐵，電阻率 10??Ω?m）與深層土壤（電阻率 10-100Ω?m）之間，可形成 “陽極 - 焦炭 - 土壤” 三級電阻過渡層，降低界面電阻 60% 以上，避免因電阻突變導致電流分布不均。

·孔隙率：孔隙率通常為 40%-50%，顆粒堆積形成的三維孔隙結(jié)構(gòu)為 OH?等反應(yīng)離子提供快速擴散通道，能使離子遷移速率提升 40%，減少陽極表面堿化層堆積，降低析氧過電位 0.15-0.2V，進而使陽極工作電壓降低 15%-20%。

·彈性模量：彈性模量為 5-15GPa，介于地層巖石（>50GPa）與陽極套管（210GPa）之間，可吸收凍土區(qū)凍脹壓力（ 8MPa）、采空區(qū)塌陷沖擊（瞬時應(yīng)力 20MPa）等，像 “彈性護甲” 一樣通過顆粒重排分散應(yīng)力，避免陽極因剛性碰撞而斷裂。

·疏水性：焦炭具有疏水性，接觸角 > 120°，其孔隙 “迷宮效應(yīng)” 使 Cl?滲透率降低 75%，SO?2?侵蝕速率下降 60%，能顯著降低陽極基體腐蝕速率。

·施工應(yīng)用要點：

·材料選擇：固定碳含量≥90%，確保導電性與化學穩(wěn)定性；灰分含量≤8%，避免 SiO?、Al?O?等雜質(zhì)提升電阻率或引發(fā)副反應(yīng)；粒徑一般為 5-15mm 連續(xù)級配，孔隙率控制在 40%-50%，確保填料密實度與透氣性平衡。

·回填工藝：可采用濕式回填法，將焦炭與 5%-10% 水分混合后泵入井底，利用泥漿頂升技術(shù)消除架空現(xiàn)象，確保壓實密度≥1.2t/m3；也可使用分段回填技術(shù)，每下放 5m 陽極段即回填焦炭，同步插入聚乙烯導氣管，避免氣阻效應(yīng)。

·導流結(jié)構(gòu)：采用雙層鋼套管預包裝模塊，外層套管開孔率 15%-20%，內(nèi)層套管填充焦炭，實現(xiàn)機械保護與導電功能的雙重保障。還可在焦炭層中添加 5%-8% 石膏，利用其吸濕 - 放濕特性維持孔隙濕度在 60%-75% RH，保障電解液連續(xù)性。