4105工作面作业规程修改.docx
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4105工作面作业规程修改
目录
第一章地质概况-3-
第一节工作面位置及井上下关系-3-
第二节煤层-4-
第三节煤层顶底板-4-
第四节地质构造-5-
第五节工作面水文地质情况-6-
第六节影响回采的其它因素-8-
第七节储量及服务年限-10-
第二章采煤方法-12-
第一节巷道布置-12-
第二节回采工艺-13-
第三节设备配置-15-
第三章顶板管理-20-
第一节工作面支护设计----------------------------------------------------------------------------20
第二节工作面顶板管理-24-
第三节运输巷、进风巷及端头顶板管理-30-
第四节矿压观测-32-
第四章主要生产系统-33-
第一节运输-33-
第二节一通三防与安全监控-34-
第三节供水、排水-42-
第四节供电-44-
第五章六大避险系统-52-
第一节监控、监测系统-52-
第二节通信系统-53-
第三节压风自救系统-54-
第四节供水自救系统-54-
第五节井下人员定位系统-54-
第六节紧急避险系统-55-
第六章劳动组织和主要技术经济指标-55-
第一节劳动组织-55-
第二节主要技术经济指标-56-
第七章煤质管理-57-
第八章安全技术措施-59-
第一节一般规定-59-
第二节顶板-60-
第三节防治水-68-
第四节爆破-69-
第五节一通三防与安全监控-73-
第六节运输-76-
第七节机电-82-
第八节安全技术措施及其它-92-
第九章灾害应急措施及避灾线路-101-
附图井上下对照图
附图4105工作面地层综合柱状图
附图4105工作面平面图
附图4105工作面通风系统图
附图4105工作面监控系统图
附图4105工作面供电系统图
附图4105工作面供排水系统图
附图4105工作面正规循环作业图
附图4105工作面支架最大空顶距示意图
附图4105工作面端头割三角煤斜切进刀
附图4105工作面运输系统图
附图4105工作面防尘系统图
附图4105工作面避灾路线图
附图4105端头特殊支护图
附图4105压风、供水自救示意图
附图4105通信系统示意图
附图4105监测监控系统示意图
第一章地质概况
第一节工作面位置及井上下关系
一、工作面位置：
（一）、4105综放工作面所处的水平、盘区、标高（最高、最低）
1、4105综放工作面南阳坡煤矿4#层采区，工作面内最高标高为+1665.0m，最低标高+1515.0m，最大相对高差50.0m。
工作面地表没有其它建筑物。
（二）、4105综放工作面几何尺寸（走向长度、倾向长度、面积）以及在盘区中的具体位置、相邻关系。
1、4105综放工作面推进长850m，工作面切眼长208m。
回采面积为207400m2，井上位于主井东700—1700米处。
该工作面井下依4#煤采区东、北侧井田边界保护煤柱而布置，位于4#煤盘区皮带大巷东侧。
该工作面运输顺槽至井田边界煤柱保护线，南部至本工作面回风顺槽，东至井田边界煤柱保护线，西到设计采终线。
二、地面相对位置：
山西中煤金海洋南阳坡煤业有限公司4#煤层4105工作面地面相对应位置位于山西省山阴县西北部马营乡山峡村北侧，位于洪涛山脉西侧，属梁峁状黄土丘陵地带，为缓坡丘陵，是黄土覆盖在波状起伏的丘陵古地形上而成。
表1地面相对位置及邻近巷道开采情况
水平名称
1350m水平
工作面名称
4105工作面
地面标高
井口1537m
井下标高
1350～1370m
地面相对位
置及建筑物
4105工作面地面相对位置位于工业广场东部，对应地表为山丘,表土为黄土层，受风雨冲刷沟壑较明显。
井下位置
垂直于4号煤盘区皮带巷东侧，煤层赋存稳定。
邻近（面）采
掘情况
相邻4103工作面已采，邻近矿的采掘情况不详。
走向
N87°E
倾角
1－3°
倾向
NW
三、回采对地面的影响：
预计4105工作面回采会形成塌陷区，目前工作面地面相对位置无任何建筑物和设施，回采工作面对地面建筑物和其它设施的影响程度较小。
四、描述相邻工作面的采动情况、老窑及老空影响范围。
4#煤4105工作面北部与长春煤矿采区相邻,东部与芍药花煤业有限公司采区相邻，西、南部均为未开采的区域。
第二节煤层
一、煤层厚度
4105工作面开采范围内煤层最大厚度9.37m，煤层最小厚度为4.85m，平均厚度为7.11m，随着工作面的推进，煤层厚度逐渐变小，该煤层结构复杂，煤层赋存稳定。
二、煤层产状
煤层走向N87°E，倾向NW，倾角1-3°属近水平煤层。
三、煤层稳定性、结构（夹矸）、层理、节理、硬度（f）等情况以及对回采的影响。
煤层结构为含夹矸0-5层，各夹矸层厚度一般都在0.30m左右，累计夹矸厚度0-1.65m，夹矸岩性主要为泥岩，硬度系数为2-3，该煤层结构复杂，煤层赋存稳定，对回采影响较小。
四、对煤种、煤质进行描述。
4105工作面回采范围内的煤为气煤，煤层硬度为中硬，煤层灰分为16.89～29.19%，挥发分40.50～35.06%，容重1.47t/m3，煤的自燃等级为Ⅱ级，倾向性质为自燃煤层。
煤层发火期3-6个月，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为42.18%。
第三节煤层顶底板
一、煤层顶板
该煤层顶板基本顶板多为中、细粒砂岩老顶，厚度1.80～6.89m平均3.72m，直接顶为泥岩，厚度5.17～14.55m，平均9.86m致密坚硬，顶板冒落性属中等，为Ⅱ类顶板。
二、煤层底板
煤层底板底板多为泥岩及砂质泥岩或细砂沿，平均厚度2.73m，灰黑色，富含植物根部化石碎片及黄铁矿薄膜为主，
附顶底板岩性特征
顶、底板
岩石类别
岩厚
性质
顶
板
老顶
中、细粒砂岩
厚度1.80～6.89m平均3.72m
灰白色,成分主要以高岭石、长石主，致密坚硬
直接顶
砂质泥岩
厚度5.17～14.55m
平均9.86m
灰黑色，含植物化石,较硬
底板
砂质泥岩
平均厚度2.73m
灰黑色，富含植物根部化石碎片及黄铁矿薄膜
三、综合柱状图见附图
第四节地质构造
一、断层
4105综放工作面地质条件简单，整体为近水平煤层，煤层无较大起伏构造，仅在掘进过程中在4105工作面运输（回风）顺槽揭露1个断层，其中在两顺槽里程300m处由于断层导致4上和4下合并，煤层变厚。
4105工作面皮带运输巷230m时将过Y1正断层（H=1.5米，∠46°）。
断层从工作面皮带顺槽揭露，逐渐向工作面延伸，根据地质说明书，该断层影响工作面走向长度为40米，。
该断层对工作面安全生产、煤质均有一定的影响。
根据断层产状分析，工作面每推进一刀，根据工作面与断层夹角，工作面将受断层影响达10架左右。
二、褶曲
4105工作面煤层地质构造简单，近水平煤层，煤层褶曲小，对回采影响较小。
三、其他因素
井田内未发现陷落柱等其它构造，亦无岩浆岩侵入，井田构造属简单类，对工作面回采无影响。
4105工作面在推进900m时将过原盘区皮带巷，另行编制措施。
四、附工作面运输巷、回风巷、开切眼素描图
第五节工作面水文地质情况
一、含水层分析：
（一）、对回采有影响的含水层厚度、涌水量、涌水形式、
本井田位于大同煤田南部边缘，水文地质单元属于神头泉域，位于神头泉域的北部径流区。
神头泉位于朔县东北神头镇一带，出露于洪涛山前源子河两岸及河谷中，为桑干河主要源头。
该泉多年平均流量7.84m3/s（1958—1984年），由于多种原因，近年来泉水流量不断减少，1950年平均流量为4.5m`/s。
泉水位标高1058.99—1063.40m。
神头泉域与岩溶水盆地范围基本一致，主要包括云岗—平鲁向斜的大部分地区，仅在源子河上游有少量盆地外来水源。
泉域东北部以源子河与十里河、苍头河分水岭为界；西北部应以奥陶系下统地层出露线为界，最北应以三层洞泉断层为界（三层洞泉不属于本泉域）；西部以人马山—虎头山—利民堡一线的背斜轴为界；沿线出露奥陶系下统—中寒武地层，西南边界在八角—神池以西；西部位老牛湾及天桥泉域；东部及东北部以大同断陷盆地的边缘为界；其中东北部由于云岗—平鲁向斜东翼的翘起，老地层出露而形成隔水边界，只有在东南角形成透水边界。
1、区域含水层
根据区域水文地质资料，基本可划分为如下四个含水层：
、寒武—奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
该含水层主要出露于大同煤田北部，厚度较大约500～600m，上部岩溶裂隙不太发育，多为方解石脉充填，据鹅毛口36号钻孔资料，钻进本地层约50m，岩石破碎，涌水量为0.70L/s。
、石炭—二叠系碎屑岩及岩溶裂隙含水层组
本含水层组以裂隙含水为主，含水性比较差，据区域地质资料，其单位涌水量0.00135～0.189L/s.m。
、基岩裂隙风化含水层组
主要是石炭系及二叠系地层长期风化剥蚀形成裂隙含水层带，一般推断裂隙深度为150.00m左右，同第三、四系松散孔隙含水层的水力联系较为密切，含水性较好，缺抽水资料。
、第三、四系松散孔隙含水层
第三系地层主要分布在大同煤田北部，以紫红色的粘土页岩及棕黄色的粗砂岩为主，第四系多分布于沟谷和丘陵地带，岩性为黄土、砂及砂砾，含水层含水性较好，是主要生活及农用水水源。
2、各含水层间补给关系对回采的影响情况。
本井田内各主要含水层之间无密切的水力联系，由于区内现发现有断层，落差小，且各含水层之间都有厚层之泥岩与砂质泥岩等隔水层存在，未发现涌水量有明显变化，也证明它们之间无密切的水力联系。
但是，若有大的断裂构造，各含水层有被串通的危险，因此，在生产中应做到“有疑必探，先探后掘”，以免发生事故。
二、其它水源的分析
神头泉补给主要靠泉域北部和东部边缘地带的灰岩露头区由向斜两翼可溶岩区大气降水入渗补给，另外，地表河流也是主要补给来源。
寒武、奥陶系地层主要出露于大同煤田的西北部及东部边缘，面积大，为奥灰水主要补给区.区域奥灰水主要沿煤田深部奥灰岩溶发育带由北向南径流。
石炭系、二叠系碎屑岩裂隙含水层主要在裸露区、半裸露区接受大气降水的补给及上覆各含水层沿裂隙渗流补给。
由于埋藏浅使各含水层沿层间裂隙径流为主，多呈泉水形式出露排泄，还可沿裂隙向深部越流补给奥陶系含水层。
基岩风化裂隙含水层及松散孔隙含水层表面最上部，以大气降水补给为主，与地表水联系甚密，互为补给，除蒸发作用及部分沿裂隙向下补给深部各含水层外，多在山前及沟谷低洼处呈泉水出露排泄。
三、为防止溃沙、溃泥、透水等事故，对开采后的上部冒落层的情况进行预计。
4105回采工作面采空区管理采用采空区垮落法管理，在随工作面回采推进，采空区垮落，对开采后的上部冒落层的情况进行预计，结合上覆岩层地质情况，要求采空区垮落矸石充填采空区，防止采空区煤自燃，防止溃沙、溃泥、透水等事故，
四、工作面涌水量
该矿现对4-1号煤层进行了少量开采，并对3-2号煤层进行少量巷道掘进，现井下正常涌水量180m3/d，雨季最大涌水量300m3/d。
由于该矿投入生产不久，开采范围很小，井下排水包括了各井筒延深至6号煤层和9号煤层的井筒渗水，不宜进行矿井涌水量预算。
故本次参照相邻芍药花煤业有限公司和安平煤矿涌水情况采用富水系数比拟法对本矿井生产能力扩大为60万t/a的矿井涌水量予算如下：
芍药花煤业有限公司：
位于本井田东侧，实际生产能力15万t/a，现开采3-2、4号煤层，其中3-2号煤层年产煤7万t，井下涌水量150m3/d，4号煤层年产煤8万t，井下涌水量250m3/d。
安平煤矿：
位于本井田西南侧，实际生产能力30万t/a，现开采3-2、4号煤层，其中3-2号煤层年产煤12万t，井下涌水量250m3/d，4号煤层年产煤18万t，井下涌水量580m3/d。
采用预算公式：
Q=K×P=
×P
式中：
Q——预算矿井涌水量（m3/d）
K——富水系数（m3/t）
P——矿井设计产煤量（t/d）
Q0——参照矿井现实际涌水量（m3/d）
P0——参照矿井现实际产煤量（t/d）
本区及周边没有系统的抽水试验资料，预算矿井涌水量的各类参数无法确定，只能根据邻近矿实际原煤产量的排水资料和4105工作面两顺槽掘进过程中的实际涌水量，预计4105工作面正常涌水量7.5m3／h；最大涌水量：
10m3／h左右。
第六节影响回采的其它因素
一、工作面的瓦斯、二氧化碳等级以及相对、绝对涌出量。
本矿属基建矿井，未进行瓦斯等级鉴定，据东部相邻芍药花煤业有限公司2006年瓦斯等级鉴定结果，该矿开采4号煤层，瓦斯绝对涌出量为1.6m3/min，相对涌出量为5.45m3/t,二氧化碳绝对涌出量为2.61m3/min，相对涌出量为7.52m3/t，属低瓦斯矿井。
本矿与芍药花煤业有限公司相邻推测瓦斯情况应当相似。
2006年补充勘查工作在补1号钻孔煤芯煤样中对瓦斯进行了测试，其结果评述如下：
4-1号煤层瓦斯含量：
甲烷（CH4）空气干燥基0.24ml/g,干燥无灰基0.27ml/g；二氧化碳（CO2）空气干燥基0.03ml/g，干燥无灰基0.04ml/g，多链烃（C2-C8）0.000；氮气（N2）空气干燥基1.59ml/g，干燥无灰基1.82ml/g。
自燃瓦斯成份粉前甲烷（CH4）53.85%，二氧化碳（CO2）4.17%，多链烃（C2-C8）0.000，氮气（N2）41.98%；自燃瓦斯成份粉后甲烷（CH4）1.81%，二氧化碳（CO2）1.00%，多链烃（C2-C8）0.000，氮气（N2）97.19%。
属氮气带。
但是，随着开采深度和面积的增加，矿井规模的扩大及各种地质条件的变化，瓦斯的绝对和相对涌出量有可能增加。
因此，在今后生产过程中，应加强对瓦斯的监测预报工作，并严格按照煤矿安全生产规程作业，以防发生瓦斯突出事故。
二、煤尘爆炸指数
该矿2009年12月采取4-1号煤层样委托山西煤炭工业局综合测试中心进行了煤尘爆炸性试验，另外2006年补勘时在补1号钻孔采取各可采煤层煤芯煤样进行了煤尘爆炸性测试，测试结果见煤尘爆炸试验成果表。
煤尘爆炸试验成果表
煤层
采样地点
火焰长度（mm）
抑制煤尘爆炸最低
岩粉用量（%）
有无爆炸性
试验时间
4-1
补1号钻孔
260
70
有
2006
南阳坡煤矿
﹥400
85
有
2009.12
根据测试结果，本井田4-1号煤层均有煤尘爆炸危险性。
三、煤的自燃倾向性
2006年补勘时在补1号钻孔采取各可采煤层煤芯煤样进行了煤的自燃倾向性测试，测试结果见表
煤的自燃倾向性试验成果表
煤层
采样地点
吸氧量（cm3/g）
自然倾向性等级
自然倾向性
4-1
补1号钻孔
0.6808
Ⅱ
自燃
南阳坡煤矿
0.69
Ⅱ
自燃
根据测试结果，4-1号煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级，自燃倾向性为自燃。
结合东部相邻芍药花煤业有限公司采煤工作面煤层自然发火期，确定4-1号煤层自然发火期为6个月。
四、地温、地压
本井田无地温、地压测试资料，据《左云南详查地质报告》中两个测温孔资料，本采区地温梯度为3.2℃/100m，属地温正常区。
另据该矿和相邻煤矿开采情况，井下均发现地温、地压异常现象，井田属地温、地压正常区。
五、描述本盘区、相邻工作面的冲击地压、应力集中区情况以及对回采的影响。
结合相邻芍药花煤业工作面冲击地压、应力集中区情况，芍药花煤业工作面无冲击地压，应力集中区为工作面周期来压，4105综放工作面无冲击地压，应力集中区为工作面周期来压时上下顺槽出口，经过回采过程中对周期来压分析，确定来压步距为45米，在回采过程中，在周期来压时，加强工作面上下顺槽出口支护，确保支架、单体初撑力，防止片帮、冒顶。
六、地质部门对工作面回采过程中的具体建议。
（一）、回采过程中，揭过断层时严格控制煤层层位关系，控制含矸率。
（二）、因4-1号煤层均有煤尘爆炸危险性，加强工作面“一通三防”工作。
（三）、4-1号煤层自然发火期为6个月，加快推进度，保证安全。
（四）、回采工作面在里程过程中遇钻孔，由于钻孔封闭不良，可能有导通含水层的可能，回采过程中，必须进行探放水。
（五）、回采过程中保证工作面支架、单体初撑力，防止片帮、冒顶，严格加强工作面顶班管理。
（六）、4105工作面开始试采时，位于4105工作面上层的30205工作面推进不得少于150m。
第七节储量及服务年限
一、工作面工业储量
（一）、工作面长度：
208m，工作面推进长度：
原设计工作面长度1066m，煤层厚度：
工作面煤层平均厚度7.11m，工作面采高3.4m。
储量计算
1、初采损失：
Qch=30ⅹ208ⅹ（7.11-3.4）ⅹ1.47=3.4万t
2、老巷损失：
Qlh=8ⅹ208ⅹ3.4ⅹ1.47=0.83万t
3、末采损失：
Qm=30ⅹ208ⅹ（4.85-3.4）ⅹ1.47=1.3万t
4、工业储量：
Qg=（1066ⅹ208ⅹ7.11ⅹ1.47）-（Qch+Qlh+Qm）
=231.7–（3.4+0.83+1.3）
=226.5万t
5、设计可采储量：
Qgⅹ80﹪=181.2万t
二、工作面服务年限
按每天完成6大循环，即六刀六放，进尺4.8m，月工作29天，正规循环率80﹪，受断层影响回采率按80﹪计算：
日产量=（4.8ⅹ208ⅹ3.4ⅹ1.47ⅹ97﹪+4.8ⅹ208ⅹ（7.11-3.4）ⅹ1.47ⅹ80﹪）=9195t
月产量=9195ⅹ29ⅹ80﹪=18.4万t
工作面可采期=181.2/18.4=9.8个月
第二章采煤方法
一、采煤方法采用单一走向长壁后退式综采放顶煤。
工作面煤层厚度：
工作面煤层平均厚度7.11m，煤层厚度大，采区煤层倾角1-3°，井筒位置、井田内断层等地质构造，因此选用单一走向长壁后退式综采放顶煤方法开采。
第一节巷道布置
一、盘区巷道布置概况、服务巷道位置和设施情况
（一）、4#层集中主运皮带巷
1、支护形式：
沿煤层底板掘进，巷道顶板采用锚杆＋金属网＋锚索联合支护，锚杆矩形布置，间排距为800×800mm，锚杆规格为φ18×2000mm,锚索间排距为1500×1500mm，锚索规格为φ18.9×6000mm；金属网规格均为1000×10000mm。
2、巷道净断面：
巷道断面为矩形，净宽4.2m，净高2.8m，断面11.76m2。
3、巷道用途：
煤炭运输、行人等。
4、巷道位置：
位于4#层，与4#层采区煤仓相连。
5、设施：
4#层盘区皮带巷布置型号为SSJ120/200/2×250型皮带式运输机1部。
二、工作面运输巷、进风巷、开切眼的断面、支护方式、用途
（一）、4105进风巷
1、支护形式：
沿煤层底板掘进，巷道顶板采用锚杆＋金属网＋锚索联合支护，锚杆矩形布置，间排距为800×800mm，锚杆规格为φ18×2000mm,锚索间排距为1500×1500mm，锚索规格为φ18.9×6000mm；金属网规格均为1000×10000mm。
2、巷道净断面：
巷道断面为矩形，净宽5.0m，净高3.2m，断面16m2。
3、巷道用途：
工作面进风、安设移变列车、行人等。
（二）、4105运输巷
1、支护形式：
沿煤层底板掘进，巷道顶板采用锚杆＋金属网＋锚索联合支护，锚杆矩形布置，间排距为800×800mm，锚杆规格为φ18×2000mm,锚索间排距为1500×1500mm，锚索规格为φ18.9×6000mm；金属网规格均为1000×10000mm。
2、巷道净断面：
巷道断面为矩形，净宽5.0m，净高3.2m，断面16m2。
3、巷道用途：
工作面回风、煤炭运输、行人等。
（三）、4105切眼
1、支护形式：
沿煤层底板掘进，巷道顶板采用锚网索＋W钢带支护，锚杆矩形布置，间排距为800×800mm，锚杆规格为φ18×2000mm,锚索间排距为1500×1500mm，锚索规格为φ18.9×5000mm；金属网规格均为1000×10000mm。
2、巷道净断面：
巷道断面为矩形，正常段净宽8.0m，净高3.0m，断面24m2。
3、巷道用途：
安装工作面设备、通风、行人等。
三、附工作面及巷道布置平面图
第二节回采工艺
一、采煤工艺：
①破煤：
②装煤：
③运煤：
④支护：
二、采高、循环进度。
工作面设计采高确定为3.4m，割煤方式：
双向割煤往返一次进两刀，循环进度0.8m。
三、落煤、装煤、运煤、顶板管理方式。
（1）、破煤：
采用MG650/1480（1510）-WD双滚筒采煤机破煤。
（2）、装煤：
采煤机自动装煤。
（3）、运煤：
工作面采用可弯曲刮板输送机运煤。
（4）、支护：
工作面采用ZFG10000/23/37型放顶煤过渡液压支架（8台）、ZF10000/23/37型放顶煤液压支架（133台）
（5）、顶板管理：
工作面采用放顶煤支架支护顶板，采空区全部垮落法管理顶板。
四、采用放顶煤工艺，对采放比、放煤步距、放煤方式、端头顶煤回收方式、初次放顶煤、收尾时的放顶煤等内容进行描述。
（一）、采放比：
工作面设计采高确定为3.4m，采放比为3.4:
（7.11-3.4）=1:
1.091
（二）、层位控制：
严格沿4#煤底板回采，使工作面层位控制合理。
（三）、放煤步距;放煤步距由割煤步距、采高、煤层厚度、架型来共同确定:
该面割煤步距为0.80m，每割煤一刀放煤一次，确定放煤步距0.80m。
（四）、放煤方式：
多轮顺序放煤
（五）、工作面机头机尾各4架不放顶煤。
（六）、放煤要求
1、初次放煤时，应在工作面刷帮试采，出切眼后视实际情况进行放煤，防止将老塘冒落的切眼支护材料放入后溜中，严禁乱动尾梁、插板及放煤操作手把，防止发生意外事故。
2、放煤工应加强责任心，放煤时注意观察煤流情况，遇到矸石（黄泥）急剧增加时要及时停止放煤，将插板打出，尾梁摆起。
3、放煤时，若遇大块煤不易放出，可反复伸缩插板，并上下摆动尾梁使顶煤破碎、充分冒落.
4、放煤时要加强煤质管理，见矸石1/3即停止放煤，保证含矸率及灰分不超标。
放煤严禁漏架不放，顶煤要放干净，严禁随意丢失顶煤。
加强顶煤的回收，提高回采率。
5、应严格控制割煤和放煤的速度，确保运输煤量均衡，设备运转正常。
五、使用采煤机割煤，采煤机的进刀方式、进刀段长度、进刀深度、割煤方式、牵引方式、牵引速度，
采煤机的进刀方式：
工作面采用割煤采用MG650/1480（1510）—WD型电牵引采煤机双滚筒采煤机，并自行装煤。
采用端头斜切进刀方式，双向割煤，往返一次割两刀。
采煤机向上割透端头煤壁后，自下而上推移刮板输送机，使刮板输送机弯曲段为15m后，将两个滚筒上下位置调换，向下进刀，通过15m弯曲段至25m处，使得采煤机达到正常截割深度（即0.8m）。
按要求推移刮板输送机至平直状态。
采煤机牵引方式为电牵引，正常割煤牵引速度控制为2.5m/min。
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