得力帮通风说明书.docx
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得力帮通风说明书
乌鲁木齐得力邦煤业有限公司煤矿
通风系统专项设计
说明书
中煤科工集团武汉设计研究院
二○一二年四月
乌鲁木齐得力邦煤业有限公司煤矿
通风系统专项设计
说明书
院长
：
吴嘉林
总工程师
：
周秀隆
项目负责人
：
王明星
中煤科工集团武汉设计研究院
二○一二年四月
参加设计人员名单
专业
姓名
职务或职称
采矿
张俊文
教授级高工
朱斌
高级工程师
卢龙男
高级工程师
王明星
工程师
电气
周贵营
高级工程师
机械
孟庆会
高级工程师
总运
房辉
工程师
经济
朱峰
工程师
院审检人员名单
专业
姓名
职务或职称
采矿
蔡武军
副总、高级工程师
机电
张建民
副总、教授级高工
机制
刘建平
副总、教授级高工
总图
王先锋
副总、教授级高工
目录
前言1
第一章井田概况及地质特征3
第一节井田概况3
第二节地质特征5
第二章矿井现状15
第一节井田境界及储量15
第二节矿井开拓开采16
第三节主要生产系统18
第四节矿井其它系统改造情况20
第三章矿井通风系统改造21
第一节概况21
第二节通风系统改造方案21
第三节矿井风量计算23
第四节矿井通风系统改造27
第四节矿井通风阻力及等积孔计算28
第五节通风系统改造井巷工程量32
第四章矿井通风设备37
第一节主要通风机选型37
第二节矿井通风检测类设备配置40
第五章矿井通风技术措施41
第一节主要通风机辅助设施41
第二节井下通风设施及构筑物43
第三节井下通风技术措施45
第四节通风系统的合理性及安全可靠性分析53
第六章建设工期58
第七章建设资金概算60
第八章主要施工安全技术措施61
附件：
1、主要机电设备清册。
2、估算书。
3、附图。
图纸目录
序号
图名
图号
比例
1
采区巷道布置平、剖面图
C1759JG-163-1
1：
2000
2
容易时期通风系统示意图
J1759TF-171-1
3
困难时期通风系统示意图
J1759TF-171-2
前言
一、概述
乌鲁木齐得力邦煤业有限公司煤矿（以下简称“得力邦煤矿”）始建于上世纪90年代，目前生产能力为9万t/a。
得力邦煤矿为自治区“十五”规划9万t/a改扩建矿井。
由新疆哈密矿务局勘察设计院编制矿井9万t/年改扩建初步设计，改扩建工程自2007年开始，于2009年完成。
矿井现采用主斜井+副立井开拓方式，共划分为二个水平开采，一水平标高+2070m，二水平标高为+2000m。
水平内各划分为一个双翼采区。
目前开采水平为一水平。
根据新疆矿业联合会科技咨询中心2005年6月编制的《乌鲁木齐县后峡得力邦煤矿生产地质勘查设计》，矿井+2000m以上保有地质资源/储量为975.48万t，保有可采储量为556.46万t。
9万t/年设计仅利用了+2000m以上的资源量。
煤矿为贯彻国家关于煤矿企业发展有关战略，实现矿井“集约发展、可持续发展”，提高煤炭生产集约化程度、安全生产和科技水平，有序开发利用煤炭资源，提高采区回采率，拟将矿井开采下限和设计利用资源量下限调整至+1800m，矿井资源/储量可增加至2121.64万t，故企业获得提高生产力水平的资源保证。
据此，企业拟在扩大的井田范围内进行技术改造，提高矿井产能。
为适应现有煤炭产业政策，实现规模化、集约化生产经营思路，新疆宝山矿业有限责任公司煤矿决定对矿井进行提升系统改造工作，并委托我院编制《乌鲁木齐得力邦煤业有限公司煤矿通风系统专项设计》。
二、设计指导思想
1、贯彻现行有关技术“规程”、“规范”。
2、依靠科技进步，积极推广各项行之有效的先进技术和经验。
3、贯彻改革精神，在公共设施方面，本着高能低耗，有利生产，方便生活，环保的原则。
4、贯彻安全生产方针，提高机械化水平。
三、设计依据
1、新疆矿业联合会科技咨询中心的《乌鲁木齐县后峡得力邦煤矿生产地质勘查设计》（2005年6月）。
2、新疆哈密矿务局勘察设计院编制的《乌鲁木齐得力邦煤业有限公司煤矿初步设计（代可研）》（2007年9月）。
3、《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》。
4、矿井当前开采现状及矿井提供的其它相关资料。
5、《设计委托书》。
四、设计主要内容
1、矿井通风系统改造后，更换地面主要通风机，设计选用FBCDZ-8-No20C型高效、节能、低噪声、防爆轴流式通风机二台。
2、在距原回风平硐向西40m处新掘一条回风斜井，原回风平硐改造为进风平硐。
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
一、交通位置
得力邦煤矿矿区位于新疆乌鲁木齐市南郊后峡矿区西北，距乌鲁木齐市跃进钢铁厂10km，北距乌鲁木齐市区70km。
矿区内有简易公路东行7km与216国道相通，交通运输条件较为方便。
二、地形地貌
煤矿地处北天山中段北麓，属中高山区的流水冲蚀阶地地貌，总趋势为西高东低，海拔高程在+2200～+2350m以间，其中阶地海拔高程在+2250～+2300m之间。
三、地表水体
井田位于乌鲁木齐河流域，井田内东南沟沟底仅在春季融雪期、秋季降雨时才有大量流水或山洪暴发，平时在两侧次级冲沟中有由泉水形成的小溪，流量有限，小溪向东流入井田外的乌鲁木齐河。
除此而外井田内无其它常年性地表河流和其它水体。
四、气象及地震
本区属于大陆型半干旱气候，年均降水量530mm，年蒸发量为1757mm，蒸发量是降水量的3倍，冬暖夏凉，昼夜温差较大，年最高气温30℃，最低气温-26℃，年平均气温为5.5℃，每年11月至次年3月为冰冻期，最大冻土深度1～1.20m，4月下旬为融雪期。
春秋两季多风，风向西北或东南，最大风速17m/s。
根据《新疆地震动峰值加速度区划图》，本区区动峰值加速度为0.15g，地震烈度7度。
五、外部建设条件
矿井电源引自乌鲁木齐环鹏公司后峡电厂6kV变电所。
井田西部有乌鲁木齐河，水量丰富，水质好。
本矿井已在该河流附近打机井，通过供水管网引水至矿井工业场地，供作生活饮用水。
矿井水经处理后作为生产及消防用水。
六、矿井开发现状
该矿井始建于1990年，2006年矿井开始进行9万t/年改扩建，于2009年完成改扩建工程。
矿井现开拓方式为主平硐+副立井开拓，布置三条井筒，分别作为主斜井、副立井及回风斜井。
采用一个水平开采，水平标高为+2060m。
主平硐井筒：
半圆拱断面，净宽2.8m，净断面7.1m2。
表土段及基岩段均采用料石砌碹支护，支护厚度300mm。
该井筒装备胶带输送机。
副立井：
净直径5.0m，净断面19.6m2。
表土段采用钢筋砼碹支护，井壁厚500mm，基岩段采用砼碹支护，井壁厚350mm；装备一对一吨矿车单层单车标准罐笼、钢丝绳罐道、玻璃钢梯子间，敷设排水管、洒水管、输氮管、动力电缆、通讯和信号电缆。
回风斜井：
半圆拱断面，倾角43º，井筒净宽2.0m，净断面5.1m2。
井筒内布置台阶扶手。
主暗斜井井筒：
半圆拱断面，倾角31º，净宽2.8m，净断面7.1m2。
表土段及基岩段均采用料石砌碹支护，支护厚度300mm。
该井筒装备大倾角胶带输送机。
副立井采用单层单车双罐笼提升，提升绞车为2JK-2×1.8/11.5型单绳缠绕式提升机提升机。
主要通风机型号为FBCZ№15型主要通风机。
井田内共3层煤，自上而下分别为B5、B6、B7煤层，B6煤层不可采，B5、B7煤层厚度平均为12.67m、12.1m。
全矿井划分为一个采区开采，布置有采区轨道上山、回风上山及溜煤上山。
井筒及工业广场保安煤柱线以西至+2060m主要运输石门区域B5煤层现已开采至+2120m标高。
井筒及工业广场保安煤柱线以西至+2060m主要运输石门区域B7煤层未进行开采，沿煤层底板伪斜布置二条上山，倾角分别为28º、31º，分别作B7煤层轨道上山、和回风上山，其中B7煤层回风上山已掘至地表。
第二节地质特征
一、井田地层
后峡煤田内分布的地层，通过实测地质剖面所获岩性特征，经与地层表所述标准剖面的岩性特征对比，以及与矿区以东己确定了时代的同类地层相比，确定了本区分布地层的时代，具体划分如下：
第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），上更新统风积层（Q3eol）、侏罗系中统西山窑组下段（J2x1），各时代地层的具体分布见报告所附地形地质图。
现将所划分地层的岩性、厚度、接触关系按由新到老的顺序叙述如下：
1、第四系（Q）
（1）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）：
主要分布于矿区内现代冲沟内，由砂、砂砾石、漂石等堆积而成，砾石成分为火成岩、变质岩和沉积岩，砾径一般在3～12cm，最大可达40cm以上，分选差，为次棱角状—次园状，松散未胶结。
厚度一般0～10m，与下伏侏罗系地层呈不整合接触。
（2）第四系上更新统风积层（Q3eol）：
大面积分布于山梁和阶地上，由亚砂土、黄土构成，松散无胶结，厚度一般1～8m，与下伏侏罗系地层呈不整合接触。
2、中生界侏罗系（J）
侏罗系中统西山窑组下段（J2x1）是本井田分布的唯一地层段，也是井田内含煤地层。
该地层及所含B5等煤层在井田内有零星出露，所出露地层的岩性由灰绿色、灰色砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩含粉砂、炭质泥岩和煤层组成。
岩性组合自下而上具有明显的下粗上细的韵律结构，共含煤4层，自上而下编为B4～B7煤层。
该组地层顶部出露不全，在本井田内地表出露的最大厚度为270m，与下伏地层呈整合接触。
二、井田构造
井田内多为第四系覆盖，基岩主要出露在陡崖处。
B5煤层在井田西部有少量露头，B5煤层露头在主斜井以西300m至探槽TC1走向呈800～2600左右，在钻孔TJ1及ZK2-1B5煤层走向略微向西南偏转，井田内地层倾向288°～330°，倾角35°～45°之间，煤层沿走向、倾向角度变化不大，产状较稳定，矿区地表及井下未见断层及岩浆岩侵入，其构造类别属简单。
三、煤层
根据区域煤层编号，区内煤层从上向下依次编号为：
B4、B5、B6、B7号煤层。
1、不可采煤层
（1）B4煤层：
该煤层目前没有采掘，地表出露于井田中西部，其走向可采长度为1000m，在东部延伸出井田，经钻孔ZK1揭露其厚度为0.4（0.9）0.3m，TC2探槽揭露其厚度为0.4（0.9）0.5m,简单结构，顶板岩性为粉砂岩，底板岩性为粉砂岩。
（2）B6煤层：
位于B5煤层的下部，经钻探揭露其厚度为3.02～3.48m，简单结构，顶板岩性为细砂岩，底板岩性为粉砂岩，下距B7煤层约15m。
原地质报告确定该煤层为可采煤层，井下实际揭煤厚度0.3～0.42m，平均厚度0.35m。
现暂定为不可采煤层。
2、可采煤层
（1）B5煤层：
全区分布，地表出露较少，为此,本次勘探对该煤层沿走向进行了揭露。
该煤层位于西山窑下段的中部，揭露的最大厚度12.80m，最小厚度10.23m，具有向东厚、西部变簿的规律，以单一结构为主，局部偶夹一层10cm的透镜状泥质夹矸；底板岩性为粉砂岩，顶板岩性为厚层状中～粗砂岩；下距B6煤层约18m，为全区可采煤层。
（2）B7煤层：
经钻孔揭露，可见揭露厚度10.2～12.4m。
可采煤层特征详见表1-2-1。
可采煤层特征表
表1-2-1
编号
最小厚度～最大厚度（m）
平均厚度（m）
稳定性
可采性
顶板
底板
间距
（m）
B5
10.23～12.80
12.67
稳定
可采
粗砂岩
细砂岩
40
B7
10.2～12.4
12.1
稳定
可采
中砂岩
粉砂岩
四、煤质
本井田主采煤层B5、B7均属于高熔灰份、低灰、特低硫、特低磷、高挥发分、高发热量煤层，煤种属于31号不粘煤。
可作为优质的动力用煤和民用煤。
五、煤的风氧化带
根据《地质报告》，通过对浅部煤层水份、灰份、焦渣特征、发热量及其变化情况的分析，本井田煤层的风氧化深度为15m左右。
六、水文地质
（一）含水层、隔水层分布发育情况及其变化规律：
井田主要出露的地层有第四系和侏罗系，煤层发育于中侏罗系西山窑组地层中，由于这些地层未受到大的构造运动破坏，地层产状较稳定，地层倾向近西北，倾向288°～310°，倾角30°～45°，西部地层转为西倾，总体表现为一向近西北倾斜的单斜构造。
区内的碎屑岩建造和含煤建造主要由砂岩、砾岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，地下水赋存于硬脆多孔隙的砂岩和砾岩中，而柔性的泥岩、泥质粉砂岩和炭质泥岩则是相对的隔水层。
根据地质报告该矿井地层划分为2个含水层、2个透水不含水层。
现就各含水层特征分述如下：
1、第四系全新统（Q4al+pl）冲洪积砂砾石透水不含水层
该层主要分布在矿区北部、南部现代冲沟内，分布面积较小，沿冲沟呈近东西向条带状分布。
其岩性由卵石、砾石、粗砂、亚砂土等组成，厚度10～15m，砾石成份以火成岩、变质岩、砂岩为主，砾石多为次圆状～次棱角状，分选差。
该含水层结构松散，厚度薄，孔隙大，其接受雨水、雪水的直接补给，补给量十分有限，属于透水不含水层。
2、第四系上更新统风积层（Q3eOL）透水不含水层
该层在矿区内分布较广，大面积分布于山梁和山坡上，有亚砂，黄土构成，松散无胶结，厚度一般5～8m。
由于所处位置较高，不利于地下水储存，加之补给缺乏，只能接受有限的大气降水和雪水的补给，属透水而不含水层。
3、侏罗系中统西山窑组（J2x）裂隙－孔隙含水层（H1）
该含水层主要分布在井田外的西北部，岩石多为粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩等，岩石破碎裂隙发育，该含水层主要接受大气降水、高山融化雪水补给，赋存一定量的地下水，属于富水性强的含水层。
4、侏罗系中统西山窑组（J2x）粗砂岩段基岩裂隙－孔隙含水层（H2）
该含水层分布在B5煤层顶部，由细砂岩、中砂岩组成，地层厚度约25m，孔隙和裂隙均较发育，为该矿主采煤层的直接补给含水层，接受高山雪水的补给。
从目前生产矿井开拓情况看，井下排水量一般在20m3/d，经化验，其矿化度为586mg/L,水化学类型为HCO3—Ca+2、（K++Na+）、Mg++型水，属于富水性弱的含水层。
（二）地下水补给、迳流、排泄条件
井田内的各含水层接受北部高山雪水的补给，地下水多以顺层的形式运移，以泉水和人工排泄（矿坑排水）为主。
该区构造简单，多以弱的含水层和隔水层为主，从目前生产矿井开拓情况看，矿坑充水水源主要为主采煤层顶板的厚层状粗砂岩裂隙～孔隙水，矿井涌水量不大，故将矿区水文地质条件划为二类一型，即以裂隙含水层为主，水文地质条件简单的矿床。
（三）矿床充水因素分析
（1）老窑充水因素
该矿区内没有废弃的老窑，因此不存在老窑充水问题。
（2）生产矿井的充水特征及排水现状
矿区内现有生产矿井一处，乌鲁木齐得力邦矿业有限责任公司煤矿（原铁热克煤矿）主斜井，井垂深80m左右，人行巷为斜井，与B5煤层+2142m运输水平巷相连。
现已开采至+2142m水平，主采B5煤层，B5煤层顶板巨厚细～中砂岩有渗水现象，矿坑排水量为20m3/d，补给源为矿区北部高山雪水。
（3）矿区充水因素
本区构造简单，煤层大部分赋存于当地侵蚀基准面以下，B5煤层顶板基岩裂隙含水层由硬脆的细砂岩、中砂岩组成，具有一定的孔隙和裂隙，接受井田北部高山雪水的补给，赋存一定量的地下水。
从目前矿井调查情况看，未来矿坑主要充水水源来自煤层顶板基岩裂隙水。
（四）矿井涌水量预算
1、开采量富水系数比拟法
原矿井年产3万t/年煤炭量、矿井排水量、预测矿井未来年产60万t/年煤炭的矿井涌水量。
预测公式如下：
Kp=Q0/P0
Q=Kp.P
式中：
Q0～原矿井日平均涌水量，取20m3/d；
P0～原矿井年产量，取3万t/年；
Kp～（富水系数）；
Q～未来矿井正常涌水量；
P～技改后产量，取60万t/年。
将以上数据代入上式，得：
Kp=Q0/P0=20/3=6.667
Q=Kp·P=6.667×60=400m3/d
2、面积富水系数比拟法
预测公式：
KF＝Q0/F0
Q=KF·F
式中：
KF～面积富水系数
Q0～原矿井日平均涌水量，取20m3/d；
F0～原铁热克煤矿采空区面积，地质报告实测为28000m2；
Q～未来矿井涌水量；
F～矿井一水平开采结束后所形成的采空区面积，361524m2；
KF＝Q0/F0＝20/28000=7.14×10-4
Q=KF·F=7.14×10-4×361524=258m3/d
根据上述计算，取矿井正常涌水量为400m3/d，设计中矿井最大涌水量取值为600m3/d。
七、其它开采技术条件
（一）煤层顶底板
煤层顶底板岩石物理力学性质详见表1-2-2。
1、B5煤层顶板
该煤层直接顶板以钙质胶结的粗砂岩为主，厚度一般在25m左右。
干燥情况下岩石较坚硬，力学强度较高，故其稳定性较好。
煤层直接顶板在饱和状态下单向抗压强度为0.2～0.23MPa，干燥状态下单向抗压强度为72.1～73.5MPa，天然状态下单向抗压强度为22.2～24.1MPa,天然状态下单向抗拉强度为2.4～2.3MPa，天然状态下直剪切强度为4.5～4.7MPa，软化系数为0.00，属软弱强度的岩石。
2、B5煤层底板
该煤层底板为粉砂岩，厚度3.5m左右，据测试粉砂岩在饱和状态下单向抗压强度为1.4～1.5MPa，干燥状态下单向抗压强度为22.9～23.1MPa,天然状态下单向抗拉强度为8.4～8.6MPa,软化系数为0.06～0.05，属软弱强度的岩石。
3、B7煤层顶板
该煤层顶板为粉砂岩，岩石破碎有支护，稳定性差，据测试粉砂岩在饱和状态下单向抗压强度为5.8MPa，干燥状态下单向抗压强度为27.5MPa，天然状态下单向抗拉强度为11.2MPa，天然状态下直剪切强度为10.3MPa，软化系数为0.21，属软弱强度的岩石。
岩石物理力学实验成果表
表1-2-2
实验室
编号
野外
编号
软化
系数
（K）
单向抗拉强度（MPa）
单向抗压强度（MPa）
直剪切强度（MPa）
天然
状态
饱和
状态
干燥
状态
饱和
状态
天然
状态
天然
状态
饱和
状态
2C4—岩—22
B5顶板
0.00
2.4
72.1
0.2
22.2
4.5
2C4—岩—25
B5顶板
0.00
2.3
73.5
0.23
24.1
4.7
2C4—岩—23
B5底板
0.06
22.9
1.4
8.4
2C4—岩—26
B5底板
0.05
23.1
1.5
8.6
2C4—岩—24
B7顶板
0.21
27.5
5.8
11.2
10.3
（二）瓦斯赋存状况及其涌出量、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性
1、瓦斯赋存状况及其涌出量
根据乌煤行管[2010]129号《关于对乌鲁木齐得力帮煤业有限责任公司煤矿2010年度瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告>的初审意见》，该矿井瓦斯相对涌出量为5.42m3/t，二氧化碳相对涌出量为5.42m3/t，属低沼矿井。
设计暂按该结果取值，矿井生产期间每年应定期进行瓦斯等级鉴定工作，根据鉴定结果随时采取相应措施。
2、煤尘爆炸危险性
根据地质报告可知该矿井所采煤层煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸性试验成果见表1-2-3。
煤尘爆炸试验成果表
表1-2-3
煤层号
工业分析（%）
爆炸试验
结论
水份Mad
灰份Ad
挥发份Vdaf
火焰长度mm）
岩粉量%）
B5煤层
3.29
2.87
33.47
大于400
70
有爆炸性
B6煤层
2.59
7.59
36.93
大于400
65
有爆炸性
B7煤层
2.7
2.85
33.32
大于400
70
有爆炸性
3、煤的自燃性
根据地质报告可知该矿井开采的煤层有自燃发火倾向，属Ⅱ级易自燃煤层。
煤的着火点试验报告
表1-2-4
编号
T氧℃
T原℃
T还℃
△T℃
氧化程度（%）
自燃倾向等级
B5斜井
299
339
352
53
24.5
Ⅱ级易自燃
B6煤层
329
341
346
17
29.4
Ⅱ级易自燃
B7煤层
334.5
346.5
353.5
19
36.8
Ⅱ级易自燃
（三）地温情况
根据地质报告可知，矿井井下温度较低，一般在10°C左右，目前尚未发现有地温异常现象。
第二章矿井现状
第一节井田境界及储量
一、井田境界
井田范围由6个拐点圈定，井田拐点坐标见表2-1-1。
表2-1-1井田范围拐点坐标表
点号
X坐标
Y坐标
1
4799628
15509650
2
4799950
15509930
3
4800128
15510930
4
4799677
15511027
5
4799548
15510260
6
4799208
15510032
井田东西长1.398km，南北宽0.46～0.56km，面积约0.6318k㎡。
开采标高为+2200m～+2070m。
二、储量
根据新国土资储备字[2005]06号文，批准井田内煤炭资源量（122b）+（333）为1283.22万t。
其中：
控制的经济基础储量（122b）：
323.47万t；推断的内蕴经济资源量（333）：
959.75万t。
另外，报告还探求了预测资源量（334）838.42万t。
考虑（334）类资源量在下一步勘探中可转为高级资源/储量，故将其合并计入矿井地质资源/储量，合计为2121.64万t，经计算矿井可采储量1294.2万t。
第二节矿井开拓开采
一、矿井开拓系统现状
该矿井始建于1990年，2006年矿井开始进行9万t/年改扩建，于2009年完成改扩建工程。
矿井开拓方式为主平硐+副立井开拓，布置三条井筒，分别作为主斜井、副立井及回风斜井。
采用一个水平开采，水平标高为+2060m。
主平硐井筒：
半圆拱形断面，净宽3.2m，净断面9.1m2。
表土段及基岩段均采用料石砌碹支护，支护厚度300mm。
该井筒装备胶带输送机。
副立井：
净直径5.0m，净断面19.6m2。
表土段采用钢筋砼碹支护，井壁厚500mm，基岩段采用砼碹支护，井壁厚350mm；装备一对一吨矿车单层单车标准罐笼、钢丝绳罐道、玻璃钢梯子间，敷设排水管、洒水管、输氮管、动力电缆、通讯和信号电缆。
该井筒目前已经装备完成，并且投入运行。
回风斜井：
半圆拱形断面，倾角43º，井筒净宽2.0m，净断面5.1m2。
井筒内布置台阶扶手。
主暗斜井井筒：
半圆拱形断面，倾角31º，净宽3.2m，净断面9.1m2。
表土段及基岩段均采用料石砌碹支护，支护厚度300mm。
该井筒装备大倾角胶带输送机。
井田内共3层煤，自上而下分别为B5、B6、B7煤层，B6煤层不可采，B5、B7煤层厚度平均为12.67m、12.1m。
全矿井划分为一个采区开采，布置有采区轨道上山、回风上山及溜煤上山。
井筒及工
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