某某砂石厂开采设计方案.docx
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某某砂石厂开采设计方案
关岭自治县关索镇跃进砂石厂
开采方案设计
（设计规模：
3.50万立方米/年）
贵州正合矿产咨询服务有限公司
二0一0年六月
关岭自治县关索镇跃进砂石厂
开采方案设计
（设计规模：
3.50万立方米/年）
设计：
审查：
项目负责：
贵州正合矿产咨询服务有限公司
二0一0年六月
附图：
1、矿区地形地质图（1:
2000）
2、工程平面布置图（1:
2000）
3、采场最终境界平面图（1:
2000）
4、采场及最终边坡剖面图（1:
1000）
5、炮孔布置图（示意）
6、供电系统图（示意）
附件：
1、关岭布依族苗族自治县国土资源局2010年6月22日颁发的《采矿许可证》（证号：
C5204242010067130068175），有效期限：
2010年6月22日至2013年6月22日；
2、开采方案设计委托书；
3、设计资质证书。
1概述
1.1矿山位置、企业性质和隶属关系
关岭自治县关索镇跃进砂石厂位于关岭布依族苗族自治县关索镇北西向大地庄村，行政区划隶关岭布依族苗族自治县关索镇管辖，矿区距关岭县城直约2km。
有矿山与之相通，交通便利（详见交通位置示意图）。
地理坐标为：
北纬25°58′05″～25°58′02″；东经105°36′42″～105°36′36″。
企业性质：
私营合伙企业。
1.2矿区范围、矿产资源赋存、工程地质等情况
1.2.1矿区范围
根据关岭布依族苗族自治县国土资源局2010年6月22日颁发的《采矿许可证》（证号：
C520424*********0068175），矿区范围由四个拐点圈定，矿区拐点坐标见下表：
矿区范围拐点坐标表（1980西安坐标系）
80西安坐标系
拐点号
X坐标
Y坐标
l
2873288.00
35561008.00
2
2873288.00
35561169.00
3
2873373.00
35561155.00
4
2873373.00
35561020.00
矿区面积：
0.0126km²
采矿标高：
1240～1150m
矿区交通位置图
1.2.2自然地理及经济概况
l、自然地理
矿区地处一斜坡地带，地势由北西向南东逐渐降低，海拔在1285~1055m之间，相对高差230m。
矿区处于一斜坡上，地形坡度变化在30°～45°之间。
矿区属中亚热带季风温暖气候区，全年平均气温16．2"C，最高气温33℃，最低为-5℃；年降雨量1381m，平均相对湿度84％。
灾害性天气主要有春旱、倒春寒、夏旱、秋旱、暴雨、冰雹、洪涝、秋绵雨、霜冻。
2、经济概况
关岭县是一个多民族聚居区，有汉、布依、彝、仡佬、等民族。
经济以农业为主，主要农作物有水稻、玉米、小麦、薯类，经济作物有蔬菜、木材、药材等。
近年来矿业有了一定的发展，尤其是煤、铁、石灰石等矿产的开发己渐成规模，将带来一定的经济效益。
不足的是矿山规模一般较小，加工业仅为粗加工。
1.2.3矿产资源赋存简况
1、地层
区内主要出露的地层为三叠系中统杨柳井组（T2y）及第四系（O）。
1）三叠系中统杨柳井组（T2y）
灰、浅灰色厚层微晶灰岩，厚约162m。
2）第四系（Q）
由残坡积物、洪冲积砂粒、粘土等组成，厚0～5m。
2、构造
矿区位置处于威宁北西向构造变形区，矿区地层总体倾向225°，倾角一般为8°，为单斜构造，矿区地质构造属简单类型。
3、矿体性能特征
1）矿体特征
拟采矿体为三叠系中统杨柳井组（T2y）灰岩，呈层状分布，在区内厚度稳定，矿体倾向225°，倾角8°。
2）矿石特征
矿石主要为灰、浅灰色厚层微晶灰岩结构。
风化溶蚀后常显溶沟、溶槽，风化面光滑。
4、矿床开采技术条件
1）水文地质条件
矿区处于一斜坡上，地形坡度变化在30°～45°之间。
区内地表水主要受大气降水控制。
地下水的补给来源主要为大气降水。
地下水为赋存于石灰岩中的裂隙、岩溶水。
由于所定的采矿标高位于最低侵蚀基准面以上，地表水系不发育，地形有利于地表水排泄；岩石裂隙、岩溶水对矿床充水无影响，所以矿床水文地质条件简单
2）工程技术条件
根据区内出露地层的岩石组合特征，可划分硬质岩组和松散岩组。
a、硬质岩组：
三叠系中统杨柳井组（T2y）灰岩属硬质岩组，稳固性较好，力学强度高，变形小。
b、松散岩组：
第四系（Q）由残坡积物、洪冲积砂粒、粘土等组成，结构松散，在降雨等因素作用下，易于迁移，稳定性差。
3）环境地质条件
a、区域稳定性评价
本区无地震活动记录，根据《中华人民共和国地震动峰值加速度区划图》（2002），该区地震基本烈度为Ⅵ度，对矿区建设危害性不大，可以不设防。
b、矿区环境地质评价
由于矿石主要成分为灰岩，碳酸钙较容易溶解于水，不易分解出有害成分，矿区附近又无污染源。
因此开采矿床对地下水、地表水的污染影响不大。
总之，矿区地下水、地表水水质好，附近无污染源，矿石及废石不易分解出有害组分，对附近水体污染不大。
因此，矿区地质环境质量为中等～良好类犁。
1.3矿山现状、特点及存在主要问题及建议
1.3.1矿山现状、特点
关岭自治县关索镇跃进砂石厂为新建矿山，根据关岭布依族苗族自治县国土资源局2010年6月22日颁发的《采矿许可证》（证号：
C5204242010067130068175），有效期限：
2010年6月22日至2013年6月22日；生产规模：
3.50万立方米/年，矿区面积：
0.0126平方公里，登记开采深度：
+1240m—+1150m。
矿区内无其他矿权设置，矿山无采矿权重叠现象，区内无重要建（构）筑物及村寨、重要公路、水库、石油管道、高压电网等设施，矿区基岩裸露，植被覆盖较少，矿山开采活动对当地环境影响较小。
矿山供电接当地农网，生产、生活用水引用当地农村自来水或山泉水。
1.3.2存在主要问题及建议
（1）雨季要及时监测地表水和地下水，防止地表、地下水渗漏到采场，采场可能积水，为免影响作业，雨季需加强防排水工作；
（2）矿山爆破时一定要控制好爆破抛掷方向，尽量避开公路、行人方向。
尽量多打眼，少装药，采取分段毫秒（秒）延期爆破，降低爆破振动，并采用松动爆破，禁止抛掷爆破。
必要时采用柔性3层以上网罩覆盖爆破，不得出现飞散石；
（3）矿山开采和矿石加工过程中应采取必要的防尘措施，坚持喷雾洒水，湿式作业，以保障生产人员的身体健康；
（4）矿山采用露天开采，受天气影响很大，夏季高温应注意防暑，雷雨天应停止开采，防止雷爆等人身安全事故的发生；
（5）在爆破时以及地质灾害易发区设置警示牌，确保附近公路过往行人、车辆、及居民生命财产的安全；
（6）矿山开采将形成一定高度的边坡，由于开采时的爆破震动，局部边坡可能诱发崩塌、滑坡地质灾害；
（7）每次爆破作业及阵雨后，必须加强采场边坡的巡回检查，发现有浮石或边坡失稳现象应立即处理，确认安全隐患完全排除后方可继续作业；
（8）矿山有遭受岩溶塌陷的可能，矿山开采及加工过程中应按照有关规范及要求进行施工作业；
（9）发现有岩溶塌陷或者地裂缝的迹象应立即停止工作，并报告地质灾害有关管理部门。
2编制依据
2.1编制依据的文件（批准书、委托书、协议等）
1、关岭布依族苗族自治县国土资源局2010年6月22日颁发的《采矿许可证》（证号：
C5204242010067130068175），有效期限：
2010年6月22日至2013年6月22日；；
2、关岭自治县关索镇跃进砂石厂开采方案设计《委托书》。
2.2编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料
1、江苏省地质矿产局第一地质大队2010年4月编制的《关岭自治县关索镇跃进砂石厂石灰石矿山地质简测》报告；
2、贵州省地质矿产局清镇工程勘察公司2010年4月编制的《关岭自治县关索镇跃进砂石厂石灰石矿山地质灾害危险性评估》说明书；
2、贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司2010年5月编制的《关岭自治县关索镇跃进砂石厂石灰石矿山开发利用方案》报告；
2.3编制依据的法规、规程、标准及技术规范
1.《中华人民共和国矿产资源法》（修正）；
2.《中华人民共和国矿山安全法》；
3.《中华人民共和国安全生产法》；
4.《中华人民共和国劳动法》；
5.《中华人民共和国职业病防治法》；
6.《中华人民共和国消防法》；
7.《中华人民共和国环境保护法》；
8.《中华人民共和国矿山安全法实施条例》；
9.《小型露天采石场安全生产暂行规定》（国安监第19号令）；
10．《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》（国家安监局第20号令）；
11.《贵州省深化非煤矿山安全生产专项整治方案》、《关于进一步加强非煤矿山安全专项整治的通知》黔安办[2005]70号；
12.《金属非金属矿山安全规程》（GBl6423-2006）；
13.《爆破安全规程》（GB6722-2003）；
14.《矿山电力设计规范》（GB50070-94）
15.《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2006）；
16.《建筑设计防火规范》）（GB50016-2006）；
17.《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；
18.《采矿设计手册》露天开采篇；
19.《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441-1986）；
20.《金属非金属矿山安全标准化规范导则》（AQ2007.1-2006）。
3开采方案
3.1确定开采境界、保有储量、开采规模和服务年限
3.1.1开采境界
一、露天开采境界确定原则
保证露天开采出来的矿石有盈利，境界剥采比不大于经济合理剥采比；充分利用矿产资源，发挥露天开采的优越性；露天开采边坡应小于边坡稳定所允许的临界角度，确保采场安全生产。
二、露天开采境界的确定
本方案设计的露天开采上部境界以矿界范围内所采矿体的最大开采边界为限。
下部境界确定以工作坡面角70°，考虑最终安全平台求作最终边坡线至最低开采标高（+1150m），再投影在平面图上。
根据《小型露天采石场安全生产暂行规定》（国安监第19号令）并结合矿山实际地形，本设计分两个阶段进行开采，首期开采标高为＋1240m～＋1190m，+1190m～+1150m作第二阶段开采资源，采场终了时主要形成最终边坡角为不大于52°的边坡，矿山开采范围由四个拐点坐标（见矿区范围拐点坐标表）圈定。
3.1.2保有储量
（一）地质储量
根据江苏省地质矿产局第一地质大队2010年4月编制的《关岭自治县关索镇跃进砂石厂地质简测》报告，该矿山范围保有资源量（334）24.7万立方米。
设计利用资源量=保有资源量×K
=24.7×0.9
=22.2（万立方米）
注：
露天矿山资源可信度系数K可以取值为0.9。
（二）可采储量
根据矿山地形地质条件，露天采场回采率取90%，则：
可采储量=设计利用资源量×回采率
=22.2×90%
=20（万立方米）
（三）开采规模
确定矿山开采规模的主要条件有三个方面：
一是产品市场销售情况，二是保有的资源量是否满足，三是生产技术条件能否适应。
A:
市场条件
该矿采矿证生产能力为3.50万立方米/年，目前，市场前景较好。
B:
资源条件
设计利用资源量22.2万立方米，可采资源量20万立方米。
矿山现有的资源量满足采矿证3.50万立方米/年生产能力。
C:
生产技术条件
矿山采用分层开采，中深孔爆破落矿，可达到3.50万立方米/年生产能力所需。
D:
生产设备能力
本设计所选用生产设备能力可以达到3.50万立方米/年（所选设备见第四章），可以满足生产能力的要求。
综上所述，该矿采矿证核定规模为3.50万立方米/年，根据矿区矿层赋存、矿产资源储量、矿层开采技术条件、矿区及采场运输、市场需求等条件，矿山生产规模按3.50万立方米/年考虑，与采矿许可证核定规模一致。
实际生产中应根据市场销售情况，在满足安全及有关规定的情况下，合理安排生产产量。
（四）矿山服务年限
年剥采总量为：
Aa=A（1+n）
=3.50（1+0.04）
=3.64（万立方米）
式中：
Aa——年矿岩总生产能力（万立方米）；
A——年生产能力（万立方米）；
n——剥采比,根据矿山岩石表土覆盖实际情况,取n=0.04。
生产能力验算
按可布置的挖掘工作面数目确定可能达到的生产能力按A=NnQq计算，A=1×1×140×260≈3.64（万立方米/年），
式中:
A——露天矿矿石年产量（万立方米/年）；
N——一个采矿阶段可布置的采矿点数目,本设计中取1；
n——工作班次，每天按1班生产；
Q——采矿点生产能力（立方米/班）；
q——有效年工作日。
经测算，可以满足年剥采总量3.64万立方米的要求。
矿山服务年限
矿山服务年限=可采储量（万立方米）/矿山生产规模（万立方米）
=20/3.5
≈5.7（年）
矿山按3.50万立方米/年的生产能力开采，矿山服务年限约为5.7年。
（五）首采块段的圈定
根据《采矿许可证》范围内地形地质条件，本矿山首采面布置在矿区西北面，+1240m—+1230m标高处作为首采面，（首采台阶垂直高度取10m）（详见工程平面布置图）。
3.2开拓方案比较
本矿山为露天矿，登记开采标高范围为+1240—+1150m，相对高差90m。
方案
方案一
方案二
开拓方式
公路开拓方案
溜槽开拓方案
优点
地形坡度较缓（35°左右）、易布置公路，易维护。
运输路线较短、运输设备投入较低。
缺点
运输路线长、运输设备投入较大。
地形坡度较缓（35°左右）、溜槽坡度不够、布置溜槽达到溜矿效果工程量较大，且不易维护。
方案比较
经比较，再结合业主意见，方案一更适合该矿露采条件。
方案选择
方案一
该矿山生产的砂石主要供城镇建筑用砂、石原料。
设计在矿区南东侧地势平缓处修筑工业场地（矿石破碎场地），工业场地附近修建办公用房、配电室、消防、防尘水池等。
从工业场地修筑采场公路至首采面，开采后矿石用装载机装车，汽车转运至加工场地进行破碎加工，加工后矿石采用装载机装车外销。
详见工程平面布置图。
3.3开采顺序和推进方式
矿山采用露天开采方式，采剥工艺及顺序为：
自上而下分层开采，中深孔爆破落矿。
对采场表层经清理、整治及清除危岩等工序后，从上至下逐级（分层）布置工作平台，工作面采下石料装载机装车转运至加工场地。
矿山采用一个采面进行开采，回采工作面推进方向由东向西推进。
在+1240m—+1230m标高布置首采面，第一工作平台开采完毕后，依次按10m垂高往下布置工作面，自上而下分层开采至+1190m标高，即第一阶段开采底平面，在第一阶段开采完后，再沿+1190m按10m垂高往下布置工作面，自上而下分层开采至+1150m标高，即矿山最低开采底平面。
人员、设备通过采场公路到达采面，采面防尘用的移动水箱暂时安装在山头矿区西侧附近+1250m标高。
按设计爆破参数合理布设炮孔，采用自上而下高角度倾斜凿岩方法穿孔凿岩，逐台阶逐层装药爆破，崩落矿石利用装载机装上汽车运至工业加工场地，加工后装车外运。
3.4分层要素
分层要素包含分层高度（H）、最小工作平台宽度（B）和台阶坡面角（a）三个要素。
（一）分层高度（H）
根据岩石硬度、稳固性、安全规程对露天矿开采的规定以及潜孔钻机钻孔深度、产量要求等因素综合考虑，取H=10m。
（二）最小工作平台宽度（B）
最小工作平台宽度（B）即为凿岩、爆破施工、运输作业时阶段水平安全距离，由于本方案采用分层开采，最小工作平台宽度B为不定值，以满足生产运输和安全要求为准，一般不小于10m。
（三）台阶坡面角（a）
根据《小型露天采石场安全生产暂行规定》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局令第19号）及《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006），结合本矿山矿岩条件，本矿开采矿体属硬质岩组，矿山台阶坡面角可取a=70度。
3.5开采工艺及运输方式
3.5.1开采工艺
矿山采用自上而下分层开采，采下的石料通过公路用装载机装上汽车运至工业场地破碎至合适粒（块）度，就地销售。
（一）具体流程如下：
修筑开拓运输公路——平整工业场地——安装供电、供水及生产、辅助生产设备等——修筑破碎平台——清理岩体表面杂草和表面部分废土（剥离）——打眼、装药——爆破——矿石装车——汽车运至工业加工场地破碎平台——碎石机破碎——打砂机打砂——筛选——料石堆场——外运（外销）——利用停采停运间隙时间对采场大块岩石进行二次破碎。
开采过程中产生的少量废石、废土由人工装车运至工业场地，平整场地和铺设公路。
（二）总体工艺流程如下：
剥离—钻孔—装药、爆破—装运—破碎—外销。
3.5.2运输方式
采场采下的石料通过装载机装矿后，汽车转运往工业加工场地。
简易矿区公路要求：
（1）矿山公路宽度不小于4m，纵坡度为9%－15%，最小曲率半径不低于15m。
（2）矿山公路要平整，压实。
（3）矿山公路沿坡面修建。
3.6采场最终边坡要素
（一）最终边坡要素
根据矿山矿岩特性及安全规程的有关要求，设计开采台阶边坡角为70°，露天采场终了时主要在矿区北西面形成52°边坡，最终安全平台宽度取4m，分层高10m。
（二）清扫平台
清扫平台的设置根据开采布置的分层数确定，当最终层数在3个以下时，不设清扫平台；最终层数超过4个时每隔2—3个分层布置一个清扫平台，清扫平台宽度8m。
该矿首期开采台阶总数为5个，所以在+1210m处设一个清扫平台。
4主要设备选型、设施设计及布置
4.1矿山主要设备选型
矿山采用中深孔凿岩微差爆破落矿，机械装岩运输，采掘设备从简。
根据矿山生产规模及采场生产条件，矿山采掘主要设备选择如下：
1、V3-13/0.8空压机2台（一台备用），排气量13m3/min，排气压力0.8MPa，功率为55KW；
2、潜孔钻机2台，钻孔深度30m（凿岩设备可由爆破公司提供）；
3、PCL-750型打砂机2台，功率：
35KW，生产能力为25-55t/h；
4、PE500×750型破碎机1台，功率：
45KW，生产能力为：
40-110t/h；
5、装载机1台，挖掘机1台（可租用）；
6、胶带输送机4条，400mm宽，配套电机功率3kw。
7、IS50-32-200型水泵2台，流量12.5m3/h，扬程55m，电机功率5.5KW；
8、变压器S9-250/10一台。
4.1.2主要设备选型及参数
潜孔钻技术参数：
钻孔直径（mm）
80-130
钻孔深度（m）
30
适用岩种
f=8-16
耗风量（m³/min）
12
使用风压Mpa
0.5-0.7
破碎机规格和性能参数表：
型号
排料口
尺寸
（mm）
最大进
料边长
（mm）
处理能力
（t/h）
电机功率（kw）
规格
重量
（t）
PE500×750
500-750
425
40-110
45
2035×1921×2000
12
打砂机技术参数：
型号
功率
（Kw）
叶轮转速
（r/min）
处理量
（t/h）
外型尺寸
（mm）
重量
（包括电机）（T）
PCL-750
55
1500-2500
25-55
2780×φ1800×2700
7.3
4.2主要设施设计及布置
4.2.1工业场地布置的基本原则和安全要求
1、工业场地布置应尽量紧凑，尽量缩短物流距离，少占农田和土地。
工业场地应尽量平整，并有排水疏水设施。
2、工业场地应尽量避开采场爆破主要方向。
3、对外交通畅通，有环形车道或调车场地；如需夜间作业需有足够的照明，道路交叉口有明显的安全警告标志、信号。
4、场地内和重要建筑物内有必要的消防设施。
5、矿山内电气设备可能被人触及的裸露部分，必须设置保护罩或遮拦及安全警示标志。
6、各种设备的传动部分及裸露的转动部分应有防护罩或防护栏杆。
7、超过2m高的工作平台应设置防护栏杆。
4.2.2工业场地布置的主要建筑及设施
工业场地布置的主要建筑及设施包括：
1、办公用房（修理间、材料库、生产调度室、值班室等），布置矿区南东面。
2、破碎筛分场包括碎石机、贮料库等，布置在工业场地。
3、供电建筑及设施，包括变配电室、输电线、供水管道，布置在工业场地东面。
4、地面运输系统，包括汽车调车场地、采石场转运场地等。
5、该矿覆盖表土层较薄，矿山开采过程中产生少量废石、废土用于修补公路填补场地即可消化，不设排土场。
6、破碎平台，破碎平台砌筑，本采场利用地形条件采用破碎机在上，打砂机在下的布置方式，破碎机和打砂机间用铁皮槽连接即可。
7、破碎平台，破碎平台砌筑。
破碎平台采用混凝土浇筑，长4.0m，宽3.8m，下部以岩石为基础，上部砌平，中间留破碎机位置，破碎机溜口底部用水泥砂浆抹平。
打砂机工作平台中线位置与上部平台中线对齐，周边用C25砼浇筑，长4.0m，宽3.6m，下部设料仓和漏斗。
8、打砂机平台应当避免油和水的聚集，应有防滑措施，应设置牢固的楼梯和防护栏，楼梯用混凝土浇注，要加牢固的扶手；防护栏杆的高度不得低于1050mm，立按和扶手宜采用外径φ33.5mm的钢管或50×4角钢，立柱间距不得大于1000mm。
横杆采用不小于30×4扁钢或φ16圆钢。
横杆与上下构件的间距不得大于380mm。
栏杆必须涂防锈漆。
栏杆的结构座全部采用焊接，当不便焊接时也可用螺栓连接。
根据以上原则和矿山的实际情况，办公室、工棚、水池、变压器、配电室、压风机、储矿场、破碎机、打砂机、装载场总体上均布置在矿区的南东侧。
5危害安全生产因素分析
5.1自然危害因素分析
5.1.1地质构造和主要岩石结构面
矿区内构造简单，灰岩呈层状产出，全区厚度稳定，层位稳定，矿岩坚硬、性脆，基岩岀露较好，岩体稳固，目前矿区内无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质灾害现象。
采场最终边坡高度最高有90m高，如形成较高而陡的开采面，易诱发掉块、滑坡、崩塌等地质灾害，对生产安全危险性较大，所以矿山在开采中应对上述地质灾害加强防治和治理，确保生产安全。
5.1.2对开采不利的工程地质和岩石力学条件
矿区内矿体局部见节理、裂隙，但不发育；含矿地层为三叠系中统杨柳井组（T2y）灰白色中厚层灰岩，矿体呈层状产出，厚度稳定，抗风化、抗氧化能力强，自稳性能好，属硬质岩类工程地质岩组。
岩体完整性好，边坡、陡岩等处目前未见崩塌、滑坡等现象。
矿区位于当地最低侵蚀面之上，无地下水渗出，所以矿区属水文地质简单类型地区。
故地下水体对矿床开采的影响不大，影响矿床开采的主要水文因素为大气降水。
矿区为非耕地石质荒山，不占用耕地，对矿山开采影响、制约较小。
5.2生产过程中危害因素分析
5.2.1工作平台布置
露天采场开采常常是进行高挖作业。
为保证作业安全，边坡坡度、分层高度的确定，尤为重要。
若在开采过程中，边坡坡度过陡，超过岩石的自然稳定角，就容易发生垮塌。
若工作平台高度过大，容易造成作业人员的恐慌感，增加心理负担，导致人员操作失误。
工作平台高度过大，容易造成滚石伤人事故。
若工作平台宽度过窄，作业人员行动不方便，容易造成操作失误和人员踏空，造成坠落伤人。
5.2.2边坡安全事故原因分析
边坡安全管理是露天矿山安全的重中之重，边坡事故占露天矿山事故比例很大，边坡事故类型有坍塌、岩体滑落和悬石下落伤人三种，其中落石伤人事故较多。
此外，一旦发生坍塌和岩体滑落事故，就可能造成重大人员伤亡。
产生边坡失稳的主要原因有：
1）采矿方法不正确，如底部掏采，爆破时炸药量过大。
2）边坡
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