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爆破专项方案.docx

爆破专项方案

 

陕西神木煤业集团神东矿区活鸡兔井(一期)生态环境治理露天开采

台阶爆破操作施工方案

 

神木县华元爆破服务有限公司

 

编制

审核

批准

1编制依据及原则

1.1编制依据

1)《煤炭工业露天矿设计规范》

2)《露天煤矿工程施工及验收规范》

3)《煤矿安全规程》

4)《爆破安全规程》(GB6722-2003)

5)《民用爆炸物品安全管理条例》(国务院令)

6)《土方与爆破工程施工及验收规范》(GBJ201-83)

7)《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号)

8)《建设工程质量管理条例》(国务院令[2000]第279号)

9)《中华人民共和国煤炭法》

10)《中华人民共和国安全生产法》

11)《中华人民共和国消防法》

12)《中华人民共和国环境保护法》

13)《生产安全事故报告和调查处理条例》国务院493号

14)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)

15)《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》

16)《非生产用电、水、汽管理标准》Q/301-202.012-2006

17)《临时电源敷设使用管理标准》Q/301-205.018-2006

18)《工程项目管理标准》Q/301-206.007-2006

19)现场勘察、调查与咨询的有关资料

20)陕西省、榆林市及行业相关规定、制度等

21)《陕西神木煤业集团神东矿区活鸡兔井(一期)生态环境治理二区施工设计》。

1.2编制原则

(1)安全第一的原则

按照技术可靠、措施得当、确保安全的原则确定施工方案,特别是关键过程的施工安全,在安全措施落实到位,确保万无一失的前提下组织施工。

爆破过程应严格控制爆破振动及飞石,确保开挖区周围建(构)筑物、设备及人员的安全,确保郭敏公路畅通。

(2)优质高效的原则

加强领导,强化管理,优质高效。

根据设计中明确的质量目标,积极推广、使用新技术、新材料,确保创优规划和质量目标的实现。

施工中强化标准化管理,控制成本,降低工程造价。

(3)方案优化的原则

科学组织,合理安排。

优化施工方案是工程施工管理的行动指南,在施工组织设计编制中,对不同岩性的山体的爆破开挖、不良地质条件的爆破处理、回填质量控制等关键工序进行多种施工方案的综合比选,在技术可行的前提下,择优选用最佳方案。

(4)确保工期的原则

根据建设单位对工期的要求,编制科学的、合理的、周密的施工方案,合理安排工程进度,实行网络控制,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足建设单位要求。

(5)科学配置的原则

根据本工程的工程量及各项管理目标的要求,在施工组织中实行科学配置,选派有丰富施工经验的管理人员和专业化施工队伍,投入高效先进、状态良好的施工设备,备好常用配件材料,保证流动资金的周转使用,做到专款专用,确保人、财、物、设备的科学合理配置。

2.工程概况

本工程位于陕北侏罗纪煤田神木北部矿区北部神东煤炭集团活鸡兔矿井东北角。

行政区划隶属陕西省神木县中鸡镇管辖。

该地区内交通较为方便经本区东界的有包头~大柳塔~神木二级公路,向北112km至内蒙东胜市,220km抵包头市,向南62km达神木县。

神木县向南有榆神府二级公路与西包公路连通,神木至玉林128km,至西安830km。

铁路有矿区北到包头,东经山西、河北达沿海港湾口黄骅的运煤专用铁路已建成运营,神朔铁路的复线正在建设之中。

项目区的地形总体趋势南、东部高,西、北部低。

最高标高为1210.3吗,最低1154m。

相对最大高度差56.3m。

区内西部冲沟发育,以梁、峁、沟壑地貌为主。

矿区的地层主要是延安组(J1-2y)含煤地层。

此外有中侏罗纪统直罗组(J2z)和安定组(J2a)的灰绿、紫红色河湖相沉淀沉积。

2.1地层

压覆盖区上

(1)松散岩组,主要有风积层及全风化层组成,厚度为0.50~7.50m。

上部为多褐黄色风积砂。

(2)微风化岩性组,主要由微风化中砂岩组成,厚度8.23~23.16m,岩石灰白色-浅灰色,块状结构,小型波状层理。

碎屑成分以石英、长石为主,次圆状,含少量云母,常与细砂岩互层。

(3)中风化岩性组,主要由中风化粉砂岩、中风化中砂岩组成。

厚度13.18~42.38m。

中风化粉砂岩:

浅灰色~灰色,层状结构,小型波状层理,包含云母。

中风化中砂岩:

浅灰色~灰色,块状构造,部分为似层状构造。

小型波状层理,层理面常含有云母,碎屑成分主要以石英、长石为主。

2.2周围环境

项目区在神东矿区规划边角地带,按照神华神东煤炭公司的规划,不在矿井开采范围。

附近无机场,无机场,无军事设施,附近村落均已搬迁。

根据采空区、煤层火烧区等地质灾害易发区位置、结合工程建设需要,确定本次整个治理区(包括剥挖治理、外排土场、临时建筑、堆煤场、临时道路、防护林等。

 

露天采区开采境界

 

3.爆破总体方案

剥离区地形平坦,岩层呈层状分布且层理发育,沿厚度方向岩性变化不大,现场内外运输线路通畅。

根据开采设计要求、岩层与施工条件,剥离爆破总方案选择台阶中深孔松动爆破,台阶高度8m~10m,坡面角70°。

剥离爆破由上至下、由剥离区中部向四周分层逐步推进,爆渣选择挖掘机装载、自卸汽车公路运输至600m外的弃土场。

由于爆区施工机械较多,为确保安全,爆破产生的个别大块采用机械破碎方式。

4.爆破参数及起爆网路设计

4.1爆破参数设计

(1)台阶高度H

依据铲装设备的能力、作业条件,并参照开采设计,取H=8m~10m。

(2)孔径d

基于爆破块度考虑,并依据钻机性能、台阶高度、地质条件和现场器材供应的实际情况,取d=100mm。

(3)底盘抵抗线Wd

按炮孔直径确定:

取Wd=3.0m~3.5m,每层首次开槽时取小值。

(4)超深h

对于垂直布孔:

由于本岩石脆性好,易于爆破,取h=0.9m。

(5)孔距a

(6)排距b

采用梅花形布孔时:

取b=3.5m。

(7)堵塞长度

取l=3m。

(8)单位炸药消耗量q

选择岩石乳化炸药(φ90mm×450mm×3kg),根据现场地质条件并参考类似工程经验,取q=0.40kg/m3。

(9)单孔装药量Q

(10)延米爆破量

以上爆破参数应根据现场试炮效果和岩层变化情况,进行适当调整。

4.2炮孔布置及装药结构

(1)炮孔布置

炮孔布置见图2。

(2)装药堵塞

选择连续装药结构,堵塞材料选择钻孔岩屑或细粒砂。

装药结构图见图3。

Wd-底盘抵抗线a-孔距b-排距h-超深l2-装药长度

l1-堵塞长度H-台阶高度L-钻孔深度

图2台阶爆破炮孔布置剖面图

4.3起爆网路设计

为了防止早爆事故的发生,确保爆破施工安全,便于爆破施工,改善爆破效果与降低爆破振动效应,剥离爆破采用导爆管雷管四通连接的延时起爆网路(图4),用导爆管专业击发器或电雷管击发起爆。

为了保障可靠起爆,每个炮孔用两发3段以上的导爆管雷管。

爆破实施排间延时起爆,排间延时时间不小于50ms。

起爆网路采用导爆管专业击发器或两发电雷管击发。

起爆管工-构+1000_____________________________________________________________________________________________________________________

图4起爆网路示意图

爆破各种岩石的单位炸药单耗K值表

K'~为松动爆破单位炸药消耗量

岩石名称

岩石特征

ƒ值

K'/kg·m-3

K/kg·m-3

各种土

松软

坚实

<0.1

1~2

0.3~0.4

0.4~0.5

1.0~1.1

1.1~1.2

土夹石

密实

1~4

0.4~0.6

1.2~1.4

页岩

千枚岩

风化破碎

完整、风化轻微

2~4

4~6

0.4~0.5

0.5~0.6

1.0~1.2

1.2~1.3

板岩

泥灰岩

泥质、薄层、层面张开,较破碎

较完整、层面闭合

泥质胶结,中薄层或风化破碎

3~5

5~8

4~6

0.4~0.6

0.5~0.7

0.4~0.5

1.1~1.3

1.2~1.4

1.0~1.2

砂岩

钙质胶结,中厚层,中细粒结构,裂隙不甚发育

硅质胶结,以较坚硬的砾石组成,未风化

7~8

9~14

0.5~0.6

0.6~0.7

1.3~1.4

1.4~1.7

砾岩

胶结较差,砾石以砂岩或较不坚硬的岩石为主

胶结好,以较坚硬的砾石组成,未风化

5~8

9~12

0.5~0.6

0.6~0.7

1.2~1.4

1.4~1.6

白云岩

大理岩

节理发育,较疏松破碎,裂隙频率不大于4条/m

完整,坚实

5~8

9~12

0.5~0.6

0.6~0.7

1.2~1.4

1.4~1.6

石灰岩

中厚层,或含泥质的、或缅状、竹叶状结构的及裂隙较发育的后层、完整或含硅质、致密

风化严重,节理裂隙很发育,多

6~8

9~15

4~6

0.5~0.6

0.6~0.7

0.40.6

1.3~1.4

1.4~1.7

1.1~1.3

花岗岩

风化较轻,节理不甚发育或未风化的伟晶粗晶结构

细晶均质结构,未风化,完整致密岩体

7~12

12~20

0.6~0.7

0.7~0.8

1.3~1.6

1.6~1.8

流纹岩

粗面岩

蛇纹岩

较破碎

完整

6~8

9~12

0.5~0.7

0.7~0.8

1.2~1.4

1.5~1.7

片麻岩

片理或节理裂隙发育

完整坚硬

5~8

6~14

0.5~0.7

0.7~0.8

1.2~1.4

1.5~1.7

正长岩

闪长岩

较风化,整体性较差

未风化,完整致密

8~12

12~18

0.5~0.7

0.7~0.8

1.3~1.5

1.6~1.8

石英岩

风化破碎,裂隙频率>5条/m

中等坚硬,较完整

很坚硬,完整致密

5~7

8~14

14~20

0.5~0.6

0.6~0.7

0.7~0.9

1.1~1.3

1.4~1.6

1.7~2.0

安山岩

玄武岩

受节理裂隙切割

完整坚硬致密

7~12

12~20

0.6~0.7

0.7~0.9

1.3~1.5

1.6~2.0

辉长岩

辉绿岩

橄榄岩

受节理裂隙切割

很完整,很坚硬致密

8~14

14~25

0.6~0.7

0.8~0.9

1.4~1.7

1.8~2.1

5.爆破安全技术设计

5.1爆破振动控制

爆破振动效应按下式校核一次齐发最大药量Q,在距爆源中心不同距离R处地面形成的地面质点垂直振速V:

上式中,地质、地层系数K、α分别取:

K=200、α=1.75。

经计算,在齐发不同药量条件下,从距爆源中心不同距离爆破产生的垂直质点振动速度峰值(表1)可以看出,在齐发药量10t时,距离爆区边界300m以外的建构筑物地面垂直质点振动速度峰值小于2cm/s,由此可见,爆破振动不会对施工现场周围建(构)筑物、人畜及其它设备构成安全威胁,但爆破时应采取减震措施:

(1)采用排间延时爆破。

(2)通过试炮选取合理的单位炸药消耗量;

(3)减少布孔、钻孔偏差,使孔距大于排距,合理控制超深。

(4)合理控制一次齐发药量。

5.2爆破飞石控制

按《爆破安全规程》规定:

在未采取任何安全防护措施情况下,台阶深孔爆破个别飞石对人员的安全允许距离不少于200m,对于设备不少于100m;浅孔爆破个别飞石对人员的安全允许距离不少于300m,设备减半。

对爆破飞石的控制措施:

保证堵塞质量和堵塞长度,清理台阶面上松动石块,合理安排前后排时差,严格控制装药质量,特别注意风化带及夹层等地形、地质有明显变化的部位,合理布置爆破方向,将最小抵抗线方向避开重点保护目标,可达到控制飞石的目的。

5.3试爆

为确保设计中所选用参数的准确性,需要在爆破开始的初期进行试爆,取得相关数据,根据试爆效果对相关参数进行校验、调整。

5.4爆破器材的检测

对新进的爆破器材,必须逐箱(袋)进行外观检验(包装有无损伤,封缄是否完整、有无浸湿、浸油痕迹等),并抽样进行性能检验;对超过储存期,出厂日期不明和质量可疑的爆破器材,必须进行严格检验,以确定是否能用。

爆破器材的爆炸性能检验,应在安全地点进行。

抽样检验的内容和方法:

(1)炸药检测其猛度、殉爆距离、爆速:

按我国WJ302-65“炸药猛度测定法”的规定进行铅柱压缩实验,检测炸药猛度。

(2)殉爆距离测定:

按照WJ302-65“硝铵炸药实验方法”的规定进行。

(3)爆速测定:

用道特里什法测定或用湘西雷光爆破仪器仪表厂生产的爆速测定仪测定。

(4)雷管检测内容与方法:

1)外观检测:

管壳是否有裂缝、变形、锈斑、污垢、浮药、砂眼、脚线是否折断等。

2)网路连接方法及传爆试验。

5.5爆破安全措施

(1)严格执行《民用爆炸物品安全管理条例》(2006)的规定及当地公安机关有关爆破施工的规定等。

(2)严格执行《爆破安全规程》(GB6722-2003)的规定。

(3)爆破作业人员必须经过专业培训,并持有公安机关颁发的作业证。

(4)爆破设计须符合现场地质条件及当地对爆破施工的要求的规定。

(5)施工人员必须严格按照爆破设计施工,不得随意变更,如有特殊情况不能实施或确需重大变更时,必须经爆破设计人员、项目总工和建设方、审批单位批准后方可变更。

(6)爆破器材现场存放在干燥、通风良好地域,其周围5米范围内,须清除一切树木和杂草。

雷管和炸药必须分开贮存。

(7)爆破器材进入现场后,安排人员负责警戒,防止无关人员进入。

(8)爆破员一定要严格按工作程序进行操作,不能有任何侥幸心理,联网后爆破工程师要进行检查是否正确。

(9)工程开工前,将每天固定的爆破时间报建设方批准,发布安全告示通知施工区域内各单位以及四周村民。

(10)深孔和浅孔爆破,个别飞石对人员的安全距离为200米,对于设备的安全距离减半。

(11)爆破前应对周围环境进行调查,爆破后应进行观察,及时修正爆破设计,保证安全。

(12)起爆前在爆区四周设置安全警戒岗哨,由专人负责。

警戒人员配备专用通讯工具。

(13)警戒人员负责疏散警戒区人员并进行警戒。

发现瞎炮及时报告爆破工程师,处理瞎炮时应严格遵守《爆破安全规程》(GB6722-2003)。

起爆后,经检查确认安全后方可解除警戒。

(14)装药时遇雷雨应立即停止作业施工,所有人员须迅速撤离危险区,在危险区外进行警戒。

(15)雷雨天、雾天、夜晚应停止爆破作业。

(16)采用电雷管引爆时,应配备雷电预警装置。

(17)盲炮处理。

产生盲炮有几方面原因:

火工品不合格或变质失效;损坏起爆线路或起爆雷管与炸药脱离;起爆网路设计不合理等。

防止盲炮的主要措施是:

使用前对火工品进行严格的性能测试,禁用不合格品;严格按操作规程作业,提高施工技术水平与熟练程度;严格按设计网路施工,爆破网路应做模拟试验。

深孔爆破盲炮的处理方法

1)爆破网络未受破坏,且最小抵抗线无变化者,可重新联线起爆;最小抵抗线有变化者,应验算安全距离,并加大警戒范围后,再联线起爆。

2)可在距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆,爆破参数由爆破技术人员确定并经项目总工批准。

3)所用炸药为非抗水硝铵类炸药(如铵油炸药),且孔壁完好时,可取出部分填塞物向孔内灌水使之失效,然后做进一步处理。

5.6爆破作业的现场管理

本工程所用的炸药采用预先计划,由业主民爆物品仓库供货并按当天的使用量专送至工地爆炸物品临时储存点,当天剩余的爆炸物品由仓库回收。

爆破材料除遵守当地公安局的相关管理条例外,进入现场后还必须符合以下要求:

(1)爆破作业现场设安全员。

(2)爆破作业现场完工后,必须对现场剩余爆破材料清点退库。

(3)爆破作业现场严禁无关人员进入,严禁场内吸烟动火。

(4)发现爆破器材丢失或被盗,必须及时报告所在地公安机关。

(5)爆破器材进入现场后,安排专人负责警戒防止无关人员进入。

5.7排水措施

为了提高施工速度和爆破效果,剥离区采用的排水方案为:

首先进行地表截流措施,施工时,修建本标段境界外围的截洪沟、卸洪沟,把本标段境界外汇水面积汇集的大气降水截流并疏导卸洪,形成完善的截洪卸洪系统。

其次对坑内积水,在最低的工作平台边缘开挖引水沟和集水井,用水泵将水抽到坑外。

现场需配置四台扬程30m以上的抽水泵,配置专职人员,负责看泵排水。

在外部电源未接入前,可采用柴油发电机发电排水。

考虑到开采水平不深,拟采用采场分段接力排水系统,2个施工台阶面一侧(或中间)设集水坑,用ZW65-25-30型抽水机、50WQ25-30-5.5型潜水泵分级往采坑外排放,坑外设排水沟、集水池对水进行集中处理后排放。

6.爆破施工组织

6.1爆破施工工艺流程

剥离爆破施工工艺流程如图5所示。

图5剥离爆破施工顺序图

6.2爆破施工工艺方法

(1)爆破设计

台阶爆破前由技术部工程师进行计算机优化设计,打印布孔图和爆破参数表,经项目总工审核后,提供给本部测量组。

(2)测量

钻孔前,由测量组进行现场布孔,标明钻孔的深度、角度,并把数据及时提供给生产调度室、钻爆队。

(3)钻孔

钻爆队钻机组根据钻孔要求进行钻孔作业。

(4)验孔

质检技术人员在钻孔完成后,应检查炮孔位置、深度、角度等参数是否符合爆破设计,并填写相关记录。

如不符,需报技术部现场技术工程师确定后再施工。

(5)装药

钻爆队装药组爆破员在接到生产调度室爆破指令后,才能进行装药作业。

装药应按爆破设计装药量和装药结构进行。

(6)堵塞

装药完成后经现场技术工程师检查后,由爆破员根据设计要求堵塞炮孔,要注意堵塞质量,多余的爆破材料应及时退库。

(7)联网

爆破员根据爆破设计要求联结起爆网络,起爆网络经技术工程师检查无误后,才能进行爆破警戒。

(8)安全警戒

成立爆破现场指挥部,由质量安全部经理协调指挥。

①安全警戒范围划定

根据爆破安全规程,确定深孔台阶爆破的警戒范围划定危险区半径为200m;浅孔爆破警戒范围为300m。

如图6所示。

图6警戒范围及警戒点示意图

②安全警戒实施

爆破警戒区必须有明显的标志;爆破警戒人员必须佩戴标志(袖章、口哨、红旗)。

③警戒信号:

采用口哨和警报器

第一次信号——预告信号:

连续二次长哨声。

所有与爆破无关的人员立即撤离警戒区,向警戒边界派出警戒人员;

第二次信号——起爆信号:

连续三次短哨声。

确认人员、设备全部撤离警戒区,具备安全起爆条件时,方准许发出起爆破信号,根据这个信号准许爆破员起爆;

第三次信号——解除警戒信号:

一次长哨声。

未发出解除警戒信号前,岗哨应坚守岗位,除爆破工作领导人批准的检查人员以外,不准任何人进入警戒区,经检查确认安全后,方准发出解除警戒信号。

④爆破时间为:

遵照公安机关、建设方的确定的时间实施爆破。

⑤警戒要求

爆破警戒区设明显的爆破警戒信号标志,实行定时爆破,并明牌告示附近行人和车辆。

对警戒范围、警戒标志、警戒信号的意义及爆破时间进行公告,警戒人员要佩带明显警戒标志。

爆破警戒由爆破现场指挥部统一指挥、协调。

(9)起爆

爆破现场指挥人员在确认警戒区内人员、设备均已撤离警戒区,警戒人员到岗做好安全警戒后,发出第二次警报信号并以倒计时数秒的方式发出“起爆”命令,爆破员操纵击发枪(或起爆器)点火起爆。

(10)爆后检查及总结

起爆后15分钟,在烟尘消散后,由技术工程师和爆破员进入爆区进行爆后检查,确认爆区安全后报告爆破现场指挥人员,发出第三次警报信号即解除警报。

如发现盲炮应及时处理。

爆后观察机械挖运情况,由调度室会同工程技术部进行爆破总结。

 

爆破类型和方法

最小安全允许距离/m

1.露天岩石爆破

裸露药包爆破法破大块

浅孔爆破法破大块

400

300

浅孔台阶爆破

200(复杂地质条件下或未形成台阶工作面时不小于300)

深孔台阶爆破

按设计,但不小于200

硐室爆破

按设计,但不小于300

2.水下爆破

水深小于1.5m

水深1.5~6m

水深大于6m

与露天岩石爆破相同

由设计确定

可不考虑飞石对地面或水面以上人员的影响

3.破冰工程

爆破薄冰凌

50

爆破覆冰

100

爆破阻塞的流冰

200

爆破厚度大于2m的冰层或爆破阻塞流冰一次用药量超过300kg

300

4.爆破金属物

在露天爆破场

1500

在装甲爆破坑中

150

在厂区内的空场中

由设计确定

爆破热凝结物和爆破压接

按设计、但不小于30

爆炸加工

由设计确定

5.拆除爆破、城镇浅孔爆破及复杂环境深孔爆破

由设计确定

6.地震勘探爆破

浅井或地表爆破

按设计,但不小于100

在深孔中爆破

按设计,但不小于30

注:

沿山坡爆破时,下坡方向的个别飞散物安全允许距离应增大50%。

13.6.3硐室爆破个别飞散物安全距离,可参照式13-5计算:

Rf=20Kfn2W

式中:

Rf——爆破飞石安全距离,m;

Kf——安全系数,一般取Kf=1.0~1.5;

n——爆破作用指数;

W——最小抵抗线,m。

6.3组织机构设置

组织机构设置见图7。

6.4施工进度计划

6.4.1日进度计划

按照炮孔布置参数,炮孔延米爆破量为12.8m3/m。

如果每日完成1.6×104m3爆岩量,则需钻孔1302m。

按现有钻机效率200m/台班、每天工作一个台班计算,则需7台潜孔钻机。

图7项目经理部组织机构图

6.4.2保证工期的组织、技术措施

(1)组织管理保证措施

公司本部专门领导负责本工程项目的重大问题决策和协调,在人力资源、技术资源、设备资源、资金资源等方面全力支持本工程项目部。

施行项目经理负责制,项目副经理、项目总工协助项目经理工作。

建立健全项目管理机构,明确各部门、各岗位的职责范围,为该项目配备充足的并且能适应施工要求的专业技术管理人员。

做好施工人员的组织动员工作。

针对工程项目的特点,按施工计划及时组织施工人员进场。

加强现场的思想政治工作,使每一个参加施工的职工充满责任感、荣誉感,发挥出最大的潜能。

及时组织安排机械设备进场,合理调配机械设备。

完善施工材料的采购计划,准备充足的施工所用材料。

在项目部内建立经济责任制,把完成工作职责同个人经济利益挂钩,奖罚分明,调动员工的积极性。

抓好资金管理,确保资金投入。

管理利用好工程资金,保证各项施工活动得以正常进行,确保资金投入,提供强有力的资金保障,确保建设资金专款专用。

及时协调、处理好现场出现的问题,确保施工顺利进行。

加强与其它施工单位的沟通、协调工作。

服从建设方的指挥、管理。

(2)技术保证措施

除了总体施工方案需在施工过程中不断进行优化外,在分部分项施工时也要编制施工方案以及详细的施工进度计划,保证各分项工程能按时完成,从而节省施工时间。

计划编制严密科学,各工序合理交叉形成流水作业,比如钻孔爆破和开挖作业除了爆破前后开挖作业停滞外,其它时间均可交叉作业。

充分利用现代的信息技术,采用计算机办公和信息化管理,及时编制各级施工进度计划及总结各项计划的进展情况,发现不足及时纠正。

认真分析施工中可能出现的问题,合理制订计划,检查、跟踪、督促计划执行情况。

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