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建国煤矿建设方案

建国煤矿建设方案

概况

建国煤矿交通以公路为主,位于开阳县城南东方向,直距约18km,行政区划隶属开阳县高寨乡所辖,矿山有公路与开阳县城相通,运距约26km,距贵阳市运输距离约91km,煤炭运输比较方便建国煤矿属资源整合矿井,矿区面积:

3.0989平方公里,开采深度:

由1425米至1100米标高。

按低瓦斯矿井进行设计,设计采用斜井开拓方案。

..根据贵州省煤田地质局实验室2004年6月2日提交的《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》,该矿K3煤层自燃倾向分类为Ⅲ级,属于不易自燃煤层;根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2008年2月20日提交的《建国煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》鉴定结论:

建国煤矿C3煤层破坏类型属于Ⅲ~Ⅳ构造煤;煤层的瓦斯压力为0.0Mpa;煤体坚固性系数为0.3540;瓦斯放散初速度为13.1203mmHg。

建国煤矿C3煤层的综合指标K=37.06,大于15;其综合指标D=-3.08,无突出危险性。

根据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2005]70号)《对贵阳市煤矿2004年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》、(黔煤行管字[2005]281号)《对贵阳市煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》、(黔煤行管字[2007]94号)《对贵阳市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》:

建国煤矿2004年度、2005年度、2006年度、2007年度均为低瓦斯矿井

根据贵州省煤田地质局实验室2004年6月2日提交的《煤尘爆炸性鉴定报告》,K3煤层煤尘无爆炸性;本井田属于以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等偏复杂,矿井水害类型主要有小窑采空区积水、顶板裂隙水.

根据贵州元和天成集团(2011)62号文件精神,结合我矿实际情况对技改设计要求与矿井建设现状从各个系统做出总结与建设方案。

分述如下;

 

一、矿井开拓系统采掘布置

1、矿井设计

设计主斜井从K3煤层顶板开口,主斜井井口坐标及高程为X:

2977150,Y:

36414631,Z:

1418,即以掘进方位角43°、倾角15°布置在岩层中,在1330m标高揭穿K3煤层后布置井底车场,在井底车场附近布置水泵房和主副水仓,然后沿K3煤层布置运输上山;副斜井从K3煤层顶板开口,副斜井井口坐标及高程为X:

2977238,Y:

36414664,Z:

1418,即以掘进方位角43°、倾角19°布置在岩层中,在1330m标高揭穿K3煤层后,沿K3煤层布置行人上山;回风斜井(利用已形成的井巷)从K3煤层顶板开口,回风斜井井口坐标及高程为X:

2977356,Y:

36414392,Z:

1391,即以掘进方位角93°、倾角30°布置在岩层中,向东在K3煤层中布置总回风巷,然后在K3煤层中布置回风上山。

在运输上山、行人上山、回风上山的两翼沿K3煤层走向布置运输巷和回风巷贯通后形成采煤工作面进行回采。

主斜井主要用作进风、提升煤炭、矸石、下放材料、设备、运送人员等,副斜井主要用作进风、人员进出,并作为安全出口用,回风斜井主要用于矿井回风用。

矿井分为一个水平、三个采区开采整个井田。

巷道工程量为4719米,其中:

岩巷为923米。

在井底车场设置甩车场,长度75米,铺设双轨。

在主斜井底部井底车场附近布置水泵房和主、副水仓,矿井涌水采用水泵、排水管排出地面。

在采区中部设采区变电所。

设置两个水仓,一个主水仓,长度70m,容量392m3,一个副水仓,长度50m,容量280m3,以便一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。

2、现状概述

1)按开采设计,井田采用斜井开拓方式,主斜井井口坐标及高程为X;2977174.26,Y:

36414587.34,Z:

1403.06以48°的方位15°的坡度掘进至1336.326m再掘运输上山,已掘进350米离井田边界尚有506米;副斜井井口坐标为X;2977263.995,Y:

36414641.832,Z;1407.003以480的方位、190的坡度掘进至1340.629米再掘人行上山,已掘进至270米处,尚余557米至井田边界;回风斜井(利用已形成的井巷)从K3煤层顶板开口,回风斜井井口坐标及高程为X;2977354.9,Y:

36414378.625,Z:

+1390.175。

以2750方位300坡度掘进至1320m落平再掘回风上山,已掘进至560米处,尚余510米至井田边界。

主斜井采用半圆拱形断面,砌碹支护。

巷道净高2.7m,净宽2.6m,净断面6.3m2。

巷内铺设单轨,轨型22kg/m,轨距600mm,钢筋混凝土轨枕,道渣道床;回风斜井采用半圆拱形断面,砌碹支护,净高2.6m,净宽2.4m,净断面5.6m2。

副斜井采用半圆拱形断面,锚喷砌碹支护,净高2.6m,净宽2.4m,净断面5.4m2。

井筒内铺设有消防、防尘管路等,管道吊挂高度为1.m。

矿井按设计要求完成主主斜井掘进246米全部采用砌碹或锚喷挂网支护,净断面6.3㎡,已完成副斜井掘进施工220米,回风斜井掘进施工130米均采用锚喷挂网支护。

已完成运输上山掘进350米,离井田边界沿有560米。

已完成人行上山掘进施工270米离井田边界尚有558米;已完成回风上山掘进540米离井田边界尚余510米,已完成联络巷掘进90米。

302工作面运输巷掘进302米、回风巷掘进210米。

已完成下山运输巷掘进310米。

在运输上山、行人上山、回风上山的两翼沿K3煤层走向布置运输巷和回风巷贯通后形成采煤工作面进行回采,全矿区划分为一个水平三个采区开采。

水平标高为1330m。

 

2)、尚未完成工程以及与设计不符方面

1矿井设计在井底布置主、副水仓、变电所和消防材料库,此类工程尚未启动。

2、井口位置与设计井口坐标不符,设计主斜井井口坐标及高程为X:

2977150,Y:

36414631,Z:

1418,现状主斜井井口坐标及高程为X;2977119.796,Y:

36414520.965,Z:

1397.290;设计副斜井井口坐标及高程为X:

2977238,Y:

36414664,Z:

1418,现状副斜井井口坐标及高程为X;2977206.503,Y:

36414572.306,Z;1403.010;设计回风斜井井口坐标及高程为X:

2977356,Y:

36414392,Z:

1391,即以掘进方位角93°、倾角30°布置在岩层中。

现状回风斜井井口坐标及高程为X;2977298.33,Y:

36414319.792,Z:

+1386.375。

以2750方位300坡度布置在岩层中。

2,主副斜井与回风斜井落底高程不符

设计主副斜井均于1330m处落平,再分别掘运输上山,人行上山、回风上山。

现状为主斜井于1332.673m处落平掘运输上山,副斜井于1337.471m处落平掘人行上山,回风斜井于1317.682m处落平掘回风上山。

回风斜井落平点比主斜井低15米比副斜井落平点低20米。

回风斜井存在积水或发生透水事件时无法及时有郊排水的安全隐患。

3、运输上山、人行上山、回风上山均未掘进至井田边界处,生产系统、通风系统尚未形成。

3)、下步建设方案

1、井底水仓建设方案

按设计要求矿井必须配备主、副两个水仓,其中一个水仓清理时另一水仓必须能满足矿井最大涌水量时的排水要求。

设计主水仓长度70米,副水仓长度50米水仓净断面5.6m2,我矿主副斜井和回风斜井落底处于不同高程,所以计划回风斜井、回风上山从落平点+1317米至+1334米处的小量涌水采用向采空区自流排放方式排水,回风上山+1334米以上的涌水与全矿各处涌水通过自流进入引水道直接进入主副水仓通过水泵排出地面。

计划掘进管子道25米、主副水仓各50米、水泵房20米、泵房通道10米,引水巷40米,主副水仓通过配水巷连通,配水巷内设置分水墙。

(详见水仓、变电所、消防材料库设计平面图)

2、消防材料库建设方案

井下消防材料库计划设在主斜井井底车场。

消防材料库内搭建装物平台,铺设轨道。

计划硐室掘进通道20米、库房20米能满足两列矿车同时装载材料。

(详见水仓、变电所、消防材料库设计平面图)

3、井下变电所建设方案

按设计要求采用10KV高压下井,根据变电所配备的设备数量与所占空间,计划井下变电所建设总长45米、通道10米、回风巷10米。

净断面7.4m2采用砌碹支护。

平面位置(详见水仓、变电所、消防材料库设计平面图)

二、采区设计、现状、建设情况描述

1、采区设计

矿井设计分为一个水平、三个采区开采整个井田,一采区运输上山、回风上山、人行上山掘至井田边界后往两冀开掘首采工作面1132与备采工作面1131。

2、采区现状

矿井建设按设计划分为3个采区。

一采区即1330m水平以上区段,开采标高+1330m~+1450m,先采上区段后采下区段;二采区、三采区利用原有系统开采,矿井现已于井底车场处布置1132工作面运输巷、回风巷至止采线,工作面开切眼与回风巷尚未贯通,备采工作面运输巷与回风巷均未启动。

2、开采设计与建设现状不相符之处

1)回风上山、运输上山、人行上山尚未掘至采区边界位置。

2)采区绞车房,问回风巷尚未完成;

3)1132首采工作面所处采区位置与设计不符。

3、下步建设方案

1)、计划掘进1132首采工作面回风巷开切眼,由于近水平煤层呈波浪状起伏不均,工作面回风巷沿煤层掘井,导致回风巷成形不规范,弯曲度较大,预见工作面回风巷掘进全长达120米。

2)、由于联舍试运转期限即将到期,计划不再掘进运输上山、回风上山、人行上山等准备巷道。

于现有运输上山迎头处修建绞车房,掘进总回风巷贯通回风上山。

3)、于全站仪导向点主5处开门,以216°的方位、-30的坡度开门,沿煤掘进88米后于+1338处落平,再沿煤掘1131备采工作面之运输巷。

于回风上山全站仪导向点回1处开门以3200方位沿煤掘1131备采工作面之回风平巷。

4)首采工作面通风系统尚未形成,计划利用现有之+1317回风平巷与总回风巷贯通后再于二采区轨道下山全站仪导向点X1处掘风桥与运输巷贯通可形成通风系统。

4、采煤方法:

矿井开采范围内煤层倾角约5-13°,计划采用走向长壁后退式采煤方法,落煤方式采用炮采工艺,煤层厚度1.0-1.2米平均厚度1.1米,一次采全高,全部垮落法管理顶板。

5、计划首采工作面斜长80米采面采用DZ12—25/80G型单体液压支柱配HDJA—1000型金属铰接顶梁支护,“四·五”排控顶。

在切顶线加打丛柱或戗柱。

排距1.0m,柱距0.7m。

(A)支架布置方式:

采用单体液压支柱(DZ12—25/80G)与铰接顶梁(HDJA-1000)呈正悬臂布置成齐梁直线柱,排距1.0米,柱距0.7米。

(B)特殊支架:

放顶线采用戗柱、丛柱切顶。

煤壁贴帮柱采用单体液压支柱打成带帽点柱,贴帮柱柱距1.4米,采面机头采用大板梁(3.6米长)四对八根交替迈步前移支护,上、下安全出口用单体液压支柱打成托梁支护,安全出口超前支护为20米。

(C)控顶方式:

采用4-5排控顶。

即最大控顶距5.2米,最小控顶距4.2米。

三、通风系统

1、矿井通风设计、建设情况

设计和矿井实际建设采用中央并列式通风方式,抽出式通风方法。

采区采用全风压通风方式,采煤工作面采用U型全风压通风方式,掘进工作面采用局部通风机压入式通风方式

通风线路为:

通风线路为:

副斜井→行人上山→302行人斜巷→302运输巷→采煤工作面→302回风巷→302回风斜巷→回风上山→总回风巷→回风斜井→引风道→地面。

掘进工作面采用局部通风机通风。

2、通风系统下步建设方案

1)矿井通风系统尚未形成,掘进工作面送风距离过远。

计划掘进回风斜巷、风桥100米,形成全矿井负压通风。

(巷道布置见图)

2)矿井按设计要求配备了两台FBDCZ№16/2×37型防爆轴流式通风机二台,一台工作,一台备用。

风量26.0~40.7m3/s,负压879~2076Pa。

电机功率N=2×37kw。

风井已完成建设但建设不够规范,配置不齐全表现在如下见个方面;

(1)风井引风道与回风斜井成平行状态,建设不规范。

计划重建风井引风道,引风道与回风平硐成350夹角。

且出风井与风硐的交叉点到防爆门的距离比到风机吸风口的距离保持在小于10米以上。

(2)引风道隔断风门必须人工使用起重装置开启风门,,不能在10分钟内及时的切换风门,不合要求,计划重建。

(3)风硐内未安装同断面的反向风门,不能进行反风。

(4)风机房未安装水柱计,人行风门未安装风门开关传感器且未联锁。

计划重新按要求建设。

(5)风井值班室离井口太近,不足20米的安全距离。

计划重新建设风井值勤班室,保持值班室离井口安全距离达20米以上。

(6)风井值班员无操作资格证,且不明白风机操作规程,值班室内无风机运行记录等记录资料。

计划送培两名风机操作司机。

3、井下通风设施设备:

1,井下局部通风机通风未实现双风机双电源,计划按要求安装双风机双电源。

2,井下主要通风巷道未安装风门设施,计划在运输上山,副斜井井底车场段各安装两组通车风门。

四:

运输系统

1、矿井运输概况

矿井目前主斜井使用JTB-1.0X0.8型矿用提升绞车作主提升用;副斜井使用JTB-0.6型矿用提升绞车作副斜井提升;运输上山、回风上山、人行上山掘进工作面使用调度绞车提升,由于巷道均沿煤掘进,巷道呈波浪式起伏不均,局部地段重车下放时处于上坡段,三巷掘进运输困难。

302工作面运输巷、回风巷均采用人工推车方式运输。

主斜井绞车房位于井口约二十米处,跑车道约为6米,运输力量不能满足需求。

主斜井井底车场从落平点至车场尾约20米,车场存车能力不足。

2、运输系统建设方案

方案1;主斜井至井底车场再至运输上山全程使用皮带转载机运输,工作面运输巷安装30型刮板运输机,原煤从工作面直接运输至煤场;各掘进工作面使用矿车人工推车至皮带转载。

方案2:

(1)将现有绞车按设计要求改为JTP1.6X1.2型提升绞车,绞车房后退至离井口80米处,保持跑车道达30米以上;

(2)井底车场从落平点往主斜井20米处刷帮扩巷布置甩车场,车场长度保持在50米以上,空车道保持在-5‰的坡度、重车道保持+5‰的坡度(3)把运输上山起伏不平地段沉底,控制全程有50的坡度。

(4)运输上山提升绞车使用现有的JTB-1.0X0.8型矿用提升绞车作采区的材料、原煤、矸石提升。

五;排水系统建设方案

矿井按正常涌水量:

QB=30m3/h;矿井最大涌水量:

Qmax=65m3/h进行设计。

矿井设计于主斜井布置主、副水仓,于主斜井布置管子道。

由于矿井现状为:

主斜井落平点比副斜井落平点高程低约5米,且主斜井作主提升使用不宜安装排水管路。

1、计划于副井安设排水管路,在副斜井底建设主副水仓,建设方案如下:

1)计划在离副斜井离落平点约25米处以11°方位-18°坡度掘进管子道,至+1341m处落平后以50°方位掘水泵房20米后与副斜井井底车场中部贯通。

2)在主斜井井底车场尾部以352°方位掘进10米平巷作清理水仓时的轨道巷,再以相同方位-180的坡度掘进至+1333米外落平掘主水仓;以400方位-180方位掘至+1333m处落平后掘副水仓。

3)主、副水仓形成后再在两水仓中部掘配水巷至水泵房底部,再掘吸水井贯通水泵房。

详见水仓设计平面图与排水系统图。

3、水仓建设完成后计划于主水仓安装三台DF46-50×3型多级矿用离心泵,一台工作,一台备用,一台检修,其流量为Q=46m3/h,扬程为H=150m,电机功率:

N=37kw,电压380V/660V。

于副斜井安装排水管路两趟,一趟工作,一趟备用,排水管选用φ102mm、壁厚4mm的无缝钢管或选用φ102mm、壁厚10mm的PV胶管。

六:

供电系统

1、矿井供电现状概况

矿井目前已采用双回路供电:

一回路来自龙岗线哨上35kV变电站10kV电源,供电距离15.5km,二回路供电线路来自南拢线高匀35kV变电站10kV电源,供电距离19km,形成双回路供电,供电较为安全、可靠。

矿井现已安装变压器两台,其中一台专供井下用电,另一台供地面用电。

井下供电使用一路电缆同时负担井下动力用电与局部通风机用电,地面供电通过配电房四组配电屏分别供应主通风机,机修车间、空压机、地面绞车、和生活用电。

2、供电系统建设方案

1)计划利用原有配电房进行改造,建设高压配电房与低压配电房。

其中高压配电房安设配电屏10屏、低压配电屏11屏(详见设计初稿供电系统图)

2)计划安装两台S7-315/10/0.4主变压器供地面负荷其中一台工作、一台备用。

计划于井下变电所设一台KGSB-200/10/0.69矿用变压器向水泵房水泵供电;设一台KGSB-200/10/0.69矿用变压器向东皮带平巷皮带机、东轨道平巷调度绞车设备、及井底车场供电,并作为水泵房水泵的备用电源;设一台KGSB-50/10/0.69矿用变压器专门向掘进工作面局部通风机供电;在井下设一台KGSBZY-315/10/0.69矿用移动变压器向采面、掘进工作面、上山提升绞车、上山皮带运输机等设备供电。

各配电点及电缆由隔爆低压馈电开关引出。

3)计划由地面高压配电室引出双回路10kV电源(铠装电缆:

MYJV22-8.7/10-3×35两路)经副斜井到井下水泵房变电所。

再由高压隔爆开关分接至各变压器。

4)计划在井下水仓内或排水沟中埋设一块主接地极,掘进头、采面运输巷等处低压配电点各设一块接地极,所有设备金属外壳均采用24×4镀锌扁钢与接地极作可靠接地连接,接地网上任意保护点测得的接地电阻不得大于2Ω。

详见井上下供电系统图。

七:

隔爆、压风自救系统

1、矿井现有13—8型固定式空压机一台,选用Φ50×3.5mm的无缝钢管经副斜井连接至各采掘头面。

计划扩建现有压风机房,安设两台3L—10/7型固定式空压机,改用Φ80×3.5mm无缝钢管经副斜井连接至各采掘头面,各主要通风巷道与掘进头面每隔200米安设一组压风自救器,每组压风自救器安装5-8个压风自救设施。

2、矿井主采K3煤层不具备爆炸性,不需安装隔爆水棚,但应经常清洗巷道粉尘。

八:

防尘、消防系统

矿井现建有400立方米防尘、消防两用水池一座,能满足矿井消防、防尘用水。

水源主要来自井下排水,经Φ32×3mm胶管引至井下作防尘、消防两用。

1、计划安设一趟DN80管道至工业场地,供地面消防、防尘共用。

引一趟DN80管道至井下供消防、防尘共用。

2、在采面运输巷、回风巷和掘进工作面回风流中、采面运输巷转载点设置防尘支管和闸阀用于冲冼煤帮,在回风上山、工作面运输巷和回风巷内每隔100m设置一个防尘支管和闸阀用于冲冼煤帮。

3、主要运输巷、采区上山、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道等敷设供水管路。

4、在采掘工作面回风流中按距采掘面20m-40m处设置两道净化水幕;在各转载点、溜煤眼、溜矸的上下巷口设置防尘净化水幕,在一般巷道中每隔100m设置一组防尘净化水幕,水幕由直径ND48mm的无缝钢管(在水幕管上设置防尘喷雾器形成水幕)从主防尘管道(直径ND76mm的无缝钢管)上接出。

5、在采煤工作面运输巷、运输上山洒水管每隔50m设DN25洒水支管和阀门,在其他巷道每隔100m设DN25洒水支管和阀门。

九:

监测监控系统

矿井已安装KJ90监控系统与地面视频监控,井下的主要巷道内与作业头面、风井均安装有各类传感器,但井下传感品数量不足,种类不全。

计划作如下建设:

①地面风机房设一个大型分站,设在通风机房,监测区域:

主要通风机、风井安全出口、引风道、风井;安设温度、负压、风速、开停、开关、二氧化碳、瓦斯、等传感受器。

②压风机房设一个中型分站,设在压风机房,监测区域:

压风房、主斜井、副斜井。

安设开停、负压、风速、温度传感器。

③井底车场设一个大型分站,设在水泵房内,监测区域:

水泵房、水仓、变电所、联络巷等。

主要对水泵开停、水仓水位、联络巷风门开闭,变电所温度、回风道风门开闭等进行监测监控

④3101采面运输巷设一个大型分站,设在3101运输巷,监测区域:

3101运输巷、3101采面、3101回风巷、上山绞车房。

⑤3102运输巷、回风巷掘进工作面合设一个大型分站,设在3102回风巷进风侧,监测区域:

3102运输巷、3102回风巷。

主要监测3102运输巷、3102回风巷的设备开停、瓦斯浓度、风速、开停、风门开闭、粉尘浓度等。

十:

矿井防灭火

根据贵州省煤田地质局实验室2004年6月2日提交的《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》,K3煤层自燃倾向分类为Ⅲ级,属于不易自燃煤层。

采取一般的防灭火措施即可

(一)、计划在以下见方面采取措施防止煤层自燃。

1)合理的巷道布置与开采顺序

2)合理的采煤工艺

3)采掘工作面均采用独立通风

4)加强对封闭墙的检修与维护。

5)矿井在开采过程中要注意观察,加强煤层自燃征兆的早期识别工作

6)通风设施应设置在围岩坚固、地压稳定地点。

还应避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增大。

7)控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠

8)建立完善的火灾监测系统

(二)防止雷电波及井下的措施

1、经由地面架空线路引入井下的供电线路,必须在入井处装设防雷电装置。

2、由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路,必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。

3、通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。

(三)绞车房、变电所、水泵房等机电硐室火灾严重的地点,必须配备足够的灭火器材,其种类和数量见下表:

井下灭火器材配备表表5-3-1

序号

配备地点

灭火器种类

数量

备注

1

绞车房

10L泡沫灭火器

2

CO2灭火器

2

2

水泵房

CO2灭火器

2

8kg干粉灭火器

2

3

变电所

CO2灭火器

3

8kg干粉灭火器

3

(四)井上下消防器材库

在井底车场附近设井下消防材料库,在地面工业广场主斜井西面设置地面消防材料库,储存一定的撒砂,高倍泡沫灭火器等灭火设施及器材。

井下消防材料库备用品表表5-3-2

序号

备品名称

单位

数量

1

φ50mm伸缩风筒

m

150

2

麻袋或塑料纺织袋

100

3

m3

3

4

砂子

m3

1

5

木板

m3

1

6

接管工具

1

7

10L泡沫灭火器

5

8

CO2灭火器

5

9

8kg干粉灭火器

5

10

1211灭火器(2L)

3

11

灭火岩粉

kg

400

12

风筒布

m

300

13

泡沫灭火器起泡药瓶

10

14

Φ100mm消火水龙带

m

100

15

Φ75mm消火水龙带

m

200

16

φ52mm消火水龙带

m

300

17

Φ52mm普通消火水枪

2

18

φ52mm喷雾消火水枪

2

19

Φ100mm喷嘴

6

20

Φ75mm喷嘴

6

21

Φ52mm喷嘴

6

 

地面消防材料库备用品表表5-3-3

序号

备品名称

单位

数量

1

清水泵

1

2

泥水泵

2

3

Φ100mm消火水龙带

m

200

4

Φ75mm消火水龙带

m

300

5

φ52mm消火水龙带

m

300

6

Φ52mm普通消火水枪

3

7

φ52mm多用消火水枪

2

8

φ52mm喷雾消火水枪

2

9

8kg干粉灭火器

10

10

1211灭火器(2L)

7

11

10L泡沫灭火器

10

12

CO2灭火器

5

13

泡沫灭火器起泡药瓶

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