九龙湾子煤矿瓦斯防治方案1.docx

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九龙湾子煤矿瓦斯防治方案1

附录:

大方县九龙湾子煤矿《采矿许可证》;

大方县九龙湾子煤矿《瓦斯等级鉴定证书》;

贵州省煤田地质局实验室于2012年4月18日出具的《九龙湾子煤矿煤尘爆炸性鉴定报告》;

贵州省煤田地质局实验室于2012年4月18日出具的《九龙湾子煤矿煤自燃倾向性鉴定报告》;

前言

一、瓦斯治理原因

为贯彻落实《国家能源局关于印发煤矿企业瓦斯防治能力评估办法和基本标准的通知》(国能煤炭【2011】414号)精神及贵州省能源局文件《贵州省煤矿企业瓦斯防治能力评估实施意见》(黔能源煤炭【2012】56号)的要求,结合大方县九龙湾子煤矿的实际情况,特制定本方案。

二、指导思想

严格遵循国家产业政策和有关《规范》、《规定》、《规程》、《标准》;牢固树立“以人为本”、“安全发展”理念,严格贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针,切实建立健全“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系,紧紧抓住矿井通风系统、抽采抽放、监测监控、现场管理四个关键环节,根据本矿井的安全生产条件及危害因素分析,采取行之有效的针对措施,坚持标本兼治、重在治本,进一步完善瓦斯治理结构,落实瓦斯防治管理制度,提高装备水平和提高矿井防治瓦斯灾害能力,建立健全稳定可靠的矿井通风系统,科学合理的瓦斯抽采体系,有效管用的监测监控网络和严格规范的现场管理制度。

三、瓦斯防治基本要求

进一步加强“一通三防”管理,找出矿井通风系统和瓦斯治理工作中存在的主要问题和隐患、制定确实可行的整改措施,建立健全“一通三防”管理制度,提高安全管理水平,使矿井通风系统合理,稳定、可靠,瓦斯治理工作到位。

力求达到生产布局优化、开拓开采正规、系统合理可靠、监测监控有效、现场管理到位,为实现安全生产状况明显好转的目标奠定坚实基础。

四、瓦斯治理基本原则

1.严格贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针,坚持标本兼治,重在治本的原则。

2.合理生产布局,确保抽、掘、采关系平衡。

3.瓦斯治理能力大于生产能力。

4.建立完善可靠的通风系统(通风可靠)确保系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。

5.加大瓦斯抽采力度(抽采达标),实现“多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标”的要求。

6.建立有效的安全监测监控系统(监控有效),确保装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。

7.严格管理(管理到位),完善制度、落实责任、认真执行、严格监督。

8.排除隐患,将事故消灭在萌芽状态之中,杜绝事故的发生。

五、瓦斯治理目标

1.防范一般瓦斯事故、杜绝较大瓦斯事故与重大瓦斯事故;

2.防范采、掘工作面瓦斯超限;

3.建立完善的瓦斯防治系统,最大限度地消除瓦斯危害;

4.建立完善的瓦斯监测监控系统,确保监控有效。

六、瓦斯治理重点

由于我矿为整合扩建矿井,设计生产能力为15万吨/年,在生产过程中瓦斯治理工作重点是:

抓好通风系统、瓦斯抽放系统、监测监控系统的管理和防治煤与瓦斯突出工作,严防出现“一通三防”事故。

瓦斯治理是一个系统工程,根据我矿生产现状及各系统实际情况分析,治理方案应以通风系统为重点,进一步完善安全监测监控、瓦斯抽放等安全系统为目标,配合各项保障措施来达到瓦斯治理的基本要求。

七、瓦斯治理主要依据

(一)政策法规

1.《煤矿安全规程》(2011年版);

2.煤矿井工开采通风技术条件(AQ1028-2006);

3.矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006);

4.煤矿井下粉尘综合防治技术规范(AQ1020-2006);

5.煤矿瓦斯抽采标准(AQ1027-2006)及瓦斯抽采指标((AQ1026-2006));

6.国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《防治煤与瓦斯突出规定》。

(二)主要技术资料

1、《大方县百纳乡九龙湾子煤矿二采区接替方案设计》。

2、《大方县百纳乡九龙湾子煤矿二采区安全设施设计(变更)》

3、大方县九龙湾子煤矿资源储量核实报告。

4、大方县九龙湾子煤矿采掘工程平面图、通风系统图。

5、煤矿“三个鉴定报告”(矿井瓦斯等级鉴定、煤尘爆炸性鉴定、煤层自然倾向性鉴定)。

第一章矿区概述

第一节概述

一、交通位置

大方县百纳乡九龙湾子煤矿位于大方县百纳乡龙坪村,大方县内目前无铁路通过,可供本县装车外运的铁路装车站有川黔线上的扎佐站,可满足150万t/a的煤炭货运能力,大方县交通以公路为主,贵毕高等级公路在大方县境内穿过,G326国道大方至金沙段从本矿东南面500m处通过,工业场地有简易公路相通G326国道,有普(底)野(坝)县道通往黔西县,距百纳乡5km,距大方县电厂55km,距金沙电厂58km,距黔西电厂65km,交通较为便利。

二、矿区范围

根据大方县煤炭资源开发总体规划,大方县九龙湾子煤矿属规划建设项目之一,大方县九龙湾子煤矿与周围规划和保留生产矿井之间无矿界重叠,无矿权纠分,矿区拐点坐标(北京坐标系)见表1-1-1。

矿区范围拐点坐标及开采深度表  表1-1-1

拐点

X

Y

1

3024131

35586883

2

3023670

35587100

3

3023160

35587570

4

3022710

35587805

5

3022450

35587805

6

3022450

35588075

7

3022843

35588609

8

3023399

35588757

9

3023685

35588750

10

3024650

35587200

开采深度由+1900m至+1450m标高

面积2.1984km2

第二节开采技术条件

一、水文地质

矿区在区域上处于赤水河支流和六冲河支流分水岭地带,主要为侵蚀、剥蚀低中山、中山地貌,地形较陡,相对高差较大,地表水系不发育。

矿区出露地层为第四系(Q)、三叠系下统夜郎组(T1y)、二叠系上统长兴大隆组(P3c+d)、龙潭组(P3l)、二叠系中统茅口组(P2m),其水文地质特征及对煤层开采的影响如下:

第四系(Q):

粘土、亚粘土、砾石及转石等。

含水性弱,为孔隙水。

厚0~5m。

三叠系下统夜朗组(T1y):

主要为薄至中厚层砂页岩夹灰岩。

灰岩岩溶发育,为中等富水的含水层。

该组底部有9~20m为薄至中厚层泥岩、砂质泥岩,是较好的隔水层,受其所阻,该含水层与龙潭组煤系地层无明显水力联系,对煤矿开采影响较小。

二叠系上统长兴大隆组(P3c+d):

由中厚层燧石灰岩、泥灰岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、硅质灰岩及硅质页岩组成,厚11~62m。

由于其多成窄条带出露,接受大气降水及地下水的迳流条件较差,故含水性较弱,对煤矿开采影响较小。

二叠系上统龙潭组(P3l):

为一套海陆交互相含煤地层,岩性为薄至中厚层细砂岩、粉砂岩、粘土岩、粉砂岩质粘土岩组成互层,夹页岩及煤层。

该组岩石致密,总厚100~150m,为区域隔水层,含水性弱,主要为裂隙水。

对煤矿开采影响教小。

根据该矿历年统计资料、结合周边矿井涌水量及现场调查,预计九龙湾子矿井正常涌水量为20m3/h,最大涌水量为40m3/h。

二、瓦斯、煤尘及煤的自然倾向性

1、瓦斯

根据贵州省煤炭管理局黔能源煤炭[2011]792号《关于毕节地区工业和能源委员会[关于请求审批2011年度瓦斯等级鉴定报告的报告]的批复》;九龙湾子煤矿2011年度瓦斯等级鉴定结果:

矿井绝对瓦斯涌出量为10.41m3/min,相对瓦斯涌出量为23.35m3/t,测定数据及矿井瓦斯等级鉴定结果,矿井为高瓦斯矿井。

2、煤层自燃

根据贵州省煤田地质局实验室提供的《大方县九龙湾子煤矿煤炭自然性倾向性鉴定报告》,本矿M8、M3煤层的煤炭自然性倾向性鉴定均为Ⅲ类,煤炭不易自然。

3、煤尘爆炸性

根据贵州省煤田地质局实验室提供的《大方县九龙湾子煤矿爆炸性鉴定报告》,本矿M8、M3煤层的煤尘爆炸危险性鉴定均为无煤尘爆炸危险性

第二章矿井开拓开采现状

第一节  井田开拓

一、井田开拓方式及井口位置

1、井口及工业场地的选择

根据矿区内地形特点,工业场地选择主要考虑以下几个因素:

(1)工业场地应选择在地势较为平坦、交通较为便利、工程地质条件较好的地段。

(2)本矿井为整合矿井,井口及工业场地选择应尽量靠近原工业场地或利用原工业场地进行改造。

(3)井口及工业场地的选择应有利于开拓开采和工作面的接替,井口及工业广场的选择应考虑少占良田好土,少拆迁或者不拆迁村庄或房屋,节省初期投资和缩短建井工期,矿井生产过程中,不影响周围村民生活、生产及减少干扰和污染。

根据现场踏勘,设计根据地形地貌特点、工程地质条件、井下煤层赋存及矿井现有工程情况等综合分析后,设计考虑选用原大坪煤矿的井筒及工业场地进行改造后利用。

2、开拓方案

利用大方县九龙湾子煤矿原工业场地及开拓系统进行改造,采用斜井开拓全井田。

主斜井井口坐标:

X=3022920,Y=35588502,Z=+1793m;136°的方位,10°的倾角。

副斜井井口坐标:

X=3022908,Y=35588473,Z=+1793m;136°的方位,10°的倾角。

回风斜井井口坐标:

X=3022962,Y=35588504,Z=+1793m;136°的方位,10°的倾角。

主斜井、副斜井、回风斜井沿M3煤层倾斜方向施工至+1659m标高贯通形成开拓系统。

我矿根椐设计要求一采区已开采完毕,二采区三条下山布置在离M8煤层底板7m处,在+1600m标高贯通形成系统,下山与井筒间利用三条主要石门联系,在轨道下山底部布置水仓、水泵房。

主斜井、副斜井、回风斜井通过石门连接M8煤层,再沿煤层走向布置回采工作面运输巷、回风巷至采区(井田)边界,通过切眼勾通上、下顺槽,构成回采工作面进、回风系统,形成矿井二采区生产系统。

全矿井划分为两个水平三个采区开采,一水平标高为+1700m,二水平标高为+1600m。

九龙湾子煤矿划分为三个采区开采,+1700m以上为一采区,+1700m以下+1600m以上为二采区,+1600m以下为三采区。

二采区首采面布置在M8煤层+1660m标高,准备工作面布置在M8煤层+1655m——+1639m标高,双翼回采,运输巷与下山间利用运输石门及轨道石门联系,回风巷与下山间利用轨道斜巷及回风斜巷联系。

二、水平划分

1、水平划分原则

(1)有足够的可采储量以满足水平服务年限;

(2)结合煤层赋存条件和构造条件,有利于井田开拓布置和适应普采工作面的布置;

(3)有利于减少井巷总工程量和简化生产环节。

2、水平划分

本井田煤层倾角小,一般10°左右,目前开采标高在+1900m~+1450m之间,主要可采煤层为M8、M3煤层。

M3煤层上与M8煤层间距在40m左右。

划分为两个水平,一水平标高为+1700m,二水平标高为+1600m。

三、采区划分

九龙湾子煤矿划分为三个采区开采,+1700m以上为一采区,+1700m以下+1600m以上为二采区,+1600m以下为三采区。

四、主要开拓大巷布置

本矿无大巷布置

五、井筒

1、主斜井:

采用皮带运输,担负全矿井的煤炭运输,同时兼进风和行人及矿井的安全出口。

设置有排水沟、人行台阶,同时井筒内设有通讯、照明及信号电缆。

2、回风斜井

回风斜井担负矿井的回风任务。

井口设有防爆门、引风道和安全出口,配备抽出式主通风机2台。

井筒内设有排水沟、消防管、瓦斯抽放管、供水管。

3、副斜井

采用绞车提升,担负全矿井材料运输、设备、矸石运输等任务,同时兼进风、矿井的安全出口。

井筒内铺设30Kg/m的钢轨,坡度10°,设置有排水沟。

六、井底车场及硐室

1.井底车场:

在副斜井井底+1659m标高布置井底车场,长度为200m,单道起坡;采用半圆拱形、锚喷支护,掘进断面积8.9m2,净断面积8.1m2。

2.消防材料库:

在井底车场附近布置加宽式消防材料库硐室,长度为22m,采用半圆拱形、料石砌碹支护,掘进断面积8.9m2,净断面积8.1m2。

3.避灾硐室:

长度为6m,采用半圆拱形、料石砌碹支护,掘进断面积8.5m2,净断面积5.3m2。

4.排水系统硐室:

轨道下山M8煤层底板岩石中,由泵房、主水仓、副水仓等组成。

水仓的清理方式为人工装车,绞车提升外排。

5.采区避难硐石:

本矿避难硐室设在二采区下山车场侧,避难硐室长20m,采用半圆拱形、锚喷支护,掘进断面积7.86m2,净断面积7.13m2,硐室净宽3m,通过式通风。

七、开采顺序

煤层开采顺序为先采上煤层后采下煤层,煤层开采顺序:

M8→M3;采区间开采顺序:

一采区→二采区→三采区;区段内的煤层开采顺序为区段下行式。

第二节  井下开采

一、首采区位置

根据矿井井田范围大小、开采深度及煤层赋存条件、矿区地质构,设计采用斜井开拓,将全矿井划分两个水平三个采区开采,矿井首采区选择在井田煤层露头往下+1700.0m标高以上,采用石门揭穿煤层联合开采。

现在M8煤层一采区已开采完毕,正在开采二采区M8煤层。

二、采区巷道布置

矿井开拓系统形成后,主斜井、副斜井、回风斜井通过石门连接M8煤层,再沿煤层走向布置回采工作面运输顺槽、回风顺槽至采区(井田)边界,通过切眼勾通上、下顺槽,构成回采工作面进、回风系统,形成矿井生产系统。

今年首采工作面布置在井筒东北M8煤层中+1657--1639m标高,接替工作面布置在西南M8煤层中+1657----1639m,主斜井与工作面运输巷采用运输石门连接,副斜井与工作面运输巷采用轨道石门连接,回风斜井与工作面回风巷采用回风斜石门连接,设计以一个普采工作面保证矿井生产能力。

二、采煤方法与采煤工艺

1、采煤方法

该矿煤层为缓倾斜中厚煤层,采用走向长壁后退式回采,炮采落煤,机械运输、排水。

①采煤方法选择考虑的因素

A、主采煤层全区稳定可采。

井田为单一构造,构造较为简单,地层倾角一般在10°左右。

本井田煤层属缓倾斜煤层。

B、M8煤层为中厚煤层。

位于龙潭组中部,上距龙潭组顶界50~60m,煤平均厚1.73m。

含0~1层夹矸,顶板均为砂质泥岩、细砂岩,底板均为泥岩、粉砂岩,煤层稳定。

M3号煤层为中厚煤层,上距M8煤层33.0m,煤平均厚1.65m。

含2~3层夹矸,顶板均为砂岩、粉砂岩,底板均为粉砂质泥岩,煤层稳定。

C、本矿可采煤层M8、M3煤层产于龙潭组,直接顶板以砂岩为主,底板以砂岩及泥岩为主。

顶板稳定性与抗压强度相对较好,但底板泥岩,岩石极易软化,开采中应引起注意并作好支护工作。

D、根据突出鉴定报告,九龙湾子煤矿M8在鉴定标高+1550m以上为不突出,M3在鉴定标高+1735m以上为不突出,M8、M3分别在鉴定标高+1550m以上、+1735m以上按突出煤层不突出危险区设计及管理,其他煤层按煤与瓦斯突出矿井设计。

E、由于勘探程度较低,地质资料主要依靠巷道揭露煤层而得,对瓦斯、构造及水文资料等的勘探不足。

无法满足开采方案和安全专篇设计的要求,须进一步补充地质勘探资料。

②采煤方法的选择

根据上述考虑因素,结合煤层倾角及构造赋存特点,适合采用走向长壁采煤法,爆破落煤,后退式回采,全部垮落法管理顶板。

2、采煤工艺及机械配备

(1)工作面支护及顶板管理

采煤工作面顶板管理均为全部垮落法。

工作面采用DW22-300/100型单体液压支柱配合HDJA-1000金属铰接顶梁支护。

工作面采用三、四排管理方式,排距1.0m,柱距1.0m,最大控顶距为4.2m,最小控顶距为3.2m,工作面材料道每隔1.6m打一棵临时支护,煤壁落煤后及时挂梁,若顶板压力较大,可增设木垛。

采面下出口采用四组八梁配合单体液压支柱进行支护。

采面上、下巷超前支护均为:

靠近采面煤壁10m段采用双排托棚支护,往外10m采用单排托棚支护。

(2)采煤工作面机械配置及运输方式

工作面回采主要设备配备表

序号

设备名称

型号

主要技术参数

数量

使用

备用

合计

1

2

发爆器

MFB-100

每次引爆电雷管100发

1

1

2

3

探水钻

ZLJ-150

额定电压380v、N=4kw

2

1

3

4

回柱绞车

JH-8

电压380v,N=7.5kw

1

1

2

5

单体液压支柱

DW22-300/100

支柱高度:

1440~2240mm

480

120

600

6

金属铰接顶梁

HDJA-1000

长度1000mm

400

80

480

7

刮板运输机

SBG-620/40T

额定电压660v,40kw

1

1

8

刮板转载机

SBG-620/40T

40kw

1

1

9

皮带机

DSJ65/15/40

40kw

1

1

10

乳化液泵

XRBZ-80/20型

380V,37kw

1

1

2

(3)掘进工作面设备配备

设计布置四个煤巷掘进工作面,即2805回风巷、2805运输巷、2806运输巷、2806回风巷。

 

掘进工作面及运输主要设备配备表

序号

设备名称

型号

主要技术参数

数量

使

合计

1

气退式凿岩机

ZY-24

冲击次数1800次/min耗风量2.8m3/min

2

2

4

2

风钻

ZQS(ST)35-20

2

2

4

3

局部通风机

FBD-2×11

310~200m³/sin2×11kW

2

2

4

4

探水钻

750

额定电压380v、N=18.5kw

2

1

3

5

发爆器

MFB-100

每次引爆电雷管100发

2

1

3

6

风泵

80WGF32

电压380v、N=2.2kw

2

1

3

7

调度绞车

JD-11.4

额定电压660v,11.4kw

2

2

8

液压锚杆机

MYT-140/320

2

1

3

9

混凝土喷射机

ZPG-Ⅱ

2

1

3

10

泥浆泵

ND-50-200

1

1

2

(4)工作面接替顺序

矿井今年首采工作面为2804工作面,依次是2805工作面、2806工作面……..。

第三节主要生产系统概况

一、矿井通风

1、通风方式:

中央并列式

主斜井、副斜井进风,专用回风井回风,为两进一回。

2、通风方法:

机械抽出式

3、选用FBCDZ№1675×2kw型防爆轴流式风机,配用YBFe280S—6型2×75kW电机。

其技术特征:

通风机压力H=720~2880Pa,风量Q=1698~3768mm3∕min,功率2×75kW,共选用2台,其中1台工作,1台备用。

4、掘进通风为压入式局扇通风,局扇型号:

FBD-2×11型2台。

二、运输系统

(一)、井下煤炭运输

主斜井铺设胶带输送机运输煤炭,副斜井采用铺设30kg/m的轨道,轨道距600mm,采用单滚筒绞车单勾串车提升运输。

回采工作面采用1台SBG-620/40T型刮板输送机运输,运输巷采用1台SBG-620/40T型刮板转载机和1台DSJ65/15/40型可伸缩胶带输送机运输,原煤通过回采工作面刮板输送机运至运输巷,再通过运输巷刮板转载机、胶带输送机至溜煤眼,经溜煤眼到主斜井胶带输送机上,通过主斜胶带输送机运输运至地面工业场地储煤场装车外运。

(二)、井下辅助运输

井下辅助运输主要包括矸石、材料、设备、人员等的运输,由于矿井生产能力不大,辅助运输量也不大,本着安全、经济、可靠的原则,根据矿井的生产能力、运输条件及辅助运输量,设计在副斜井安装一套提升设备牵引材料车、矿车等运输,完成矿井辅助运输。

(三)、矿井车辆配备

按照排列法计算,矿井达到设计生产能力时配备MF1.1-6型翻转式矿车85辆,备用34辆,共计119辆;MP1-6A平板车10辆,备用1辆,共计11辆;MC1-6A材料车15辆,备用2辆,共计17辆。

三、排水系统

我矿设计在一采区底部布置水泵房,设排水设备,选用100D45×6型离心水泵3台,排水泵用(110KW)配套防爆电机,10KV供电。

其中:

正常涌水量时,一台泵工作,一台泵备用,一台泵检修;最大涌水量时,二台泵工作,一台泵备用;水泵工况点参数为:

流量Qm=85m3/h,扬程Hm=270m,电压10KV,功率110kw,效率ηm=0.74。

根据设计规范要求,排水管路设置两趟,一趟工作,一趟备用。

选用DN200×6的无缝钢管作排水管,把污水抽到工业广场污水处理站。

排水标高为+1617~+1793,垂高为175米。

设置两个水仓,一个主水仓,主、副水仓,主水仓容量244m3,副水仓容量174m3,水仓总容量为418m3。

以便一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用,两个吸水小井及水仓清理斜巷合计30m。

三、压风系统

矿共安装三台空压机:

一台MCGF—21//G—132kw型风冷螺杆式空压机运行,一台BJ—10.08/8G55kw型风冷活塞式空压机和一台BJJ—10/T55kw型风冷螺杆式空压机并联作为备用,压风机房建在距主斜井、风井70m处,设置600L储存罐两个,集中向井下主要用风地点供压风,主压风主管选用Ф108×4无缝钢管敷设至井下,支管使用Ф50×4无缝钢管敷设至井下各主要用风地点和压风自救硐室(2804运输巷、2804回风巷、2805运输掘进巷、2805回风掘进巷)。

五、供电系统

⑴矿井电源

我矿已形成双回路供电系统,矿井双电源均引至10kV百纳变电所。

由10kV百纳变电所不同母线段至九龙湾子煤矿的两回10kV供电线路规格均为LGJ-3×70。

2矿井主变电所

工业广场建有10kV主变电所一座。

采用380V电压供电,变压器中性点接地。

地面安装4台变压器:

2台容量为630KVA的KS9—630/10/0.69型变压器供瓦斯抽放站供电,变压器中性点接地。

安装两台容量为630KVA的S9—630/10/0.4变压器向地面主斜井工业广场用电设备供电,变压器中性点接地。

(3)地面建(构)筑物防雷及防雷电波侵入井下建筑物在房顶安设避雷网带,安设有防雷电波侵入井下设施。

(4)井下供电系统

井下设10kV采区变电所,井下低压设备采用660V供电,变压器中性点不接地。

安装4台变压器:

2台容量为630KVA的KBSGZY—630/10/0.69KvA型变压器向井下用电设备供电,变压器中性点不接地。

2台KBSGZY-315/10/0.69KvA变压器向井下局部通风机供电,变压器中性点不接地,局部通风机为“三专”供电。

根据本矿地理位置及电网现状,经与供电部门协商,根据供电协议,供电部门同意由玉舍110kV变电所和勺米35KV变电所各引一回10kV线路向本矿供电,这两个变电所的供电电源可靠,可满足本矿用电需求。

1)地面供配电

(1)地面10/0.4kV变电所全室内布置,10kV室选用16台KYN28A-12型10kV金属铠装柜,其中设置2套600kVar高压无功功率补偿装置,高压共补偿900kVar,功率因素提高到0.961,控制室设三台PK-10控制柜,实现对10kV高压配电装置的保护和控制。

(2)瓦斯抽放站由地面10kV变电所低压配电室供电。

(3)在回风斜井地面设10kV变电站,向主要通风机等低压负荷供电。

2)井下供配电

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