九里山地质概况.docx
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九里山地质概况
毕业实习报告
院别:
资源环境学院
专业班级：
地质人才08-03
*************
*********
学号：
************
日期：
2011年3月25日
实习时间：
2011年3月7日～2011年3月26日
实习地点：
河南煤化焦煤集团九里山煤矿
实习目的：
1、巩固所学理论知识，增强自我的实践能力；
2、了解矿井的基本知识；
3、收集毕业设计所必需的各项原始资料。
实习内容：
1井田位置、范围和交通
序号
X
Y
序号
X
Y
1
3907743
38443923
4
3912310
38447230
2
3905725
38446120
6
3911780
38446770
3
3908215
38449600
扣除下列四点控制的范围
序号
X
Y
序号
X
Y
A
3911687
38446876
C
3911557
38447230
B
3911906
38447048
D
3911322
38447088
1、2、3、4、6五个点圈定的面积为18.60km2，A、B、C、D四个点圈定的面积为0.10km2。
九里山矿位于焦作市东18km，矿井地理座标为：
东经113º23′～113º26′，北纬39º17′～39º21′，行政区属焦作市管辖。
井田范围由9个拐点坐标圈定（其中扣除的四点控制范围为九里山乡三矿，面积0.10km2），矿井总面积为18.60km2。
拐点坐标详见表1-1。
九里山煤矿井田范围拐点坐标表表1-1
井田西起11勘探线与演马庄矿相邻，东以北碑村断层为界与古汉山井田相连；北起煤层隐伏露头，南抵西仓上断层。
东西走向长约5.5km，南北倾向宽约3.4km。
井田北部有焦（作）~辉（县）公路，南部有焦（作）~新（乡）公路和正在建设的济（源）~东（明）高速公路，矿井铺设专用铁路线经新（乡）~焦（作）待王站编组后输送全国各地。
公路四通八达，并可直达郑州、洛阳、新乡、山西晋城等地，乡间简易公路纵横成网，交通十分方便。
2.自然地理
2.1地形
本区属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带。
总体地形平坦，海拔85~117m，一般在95m左右。
全区地势北西高，南东低，地面坡度3~8‰。
由于浅部煤层开采后地面塌陷，局部形成低洼带，雨季会出现短时积水。
西部九里山残山上断续出露石炭、奥陶系灰岩，高出地面约70。
2.2水文
该区属海河流域卫河水系，东部有石门河，西部有山门河，均发源于太行山，且为间歇性河流，河水在山口外20~25Km全部渗漏地下，成为煤矿的主要充水水源。
据近年资料表明，除雨季外，平时河床干枯。
河流上游建了不少中、小型水库，基本上无洪泛危害。
九里山矿区内无河流，仅东侧有一条冲沟，经隤城寨、大陆村向东南流散，平时无水，雨季排洪。
据访问隤城寨村民，历年最高洪水位为1929年。
1955年9月在隤城寨实测洪水位为+101.76m,高于地下水位10余米,按实际河道断面计算流量为456m3/s。
在亮马村、高寨、大陆村、蒋村以南建井前冲积层浅部有泉水溢出，雨季有大片沼泽地出现，现因井下排水及生产、生活、灌溉等开采浅层潜水量增加，区域地下水位下降等原因，沼泽、泉水已干涸断流。
2.3气候
本区属暖温带典型的大陆性干旱气候，四季分明，春季干旱、风多，夏季炎热多雨，秋季风和日丽、日照长，冬季寒冷、雨雪较少。
据1963～1988年气象资料，最低气温-19.9℃（1971年），最高气温43.3℃（1966年），平均气温15º。
最大冻土厚为190mm（77年元月）。
年降水量457.6mm（1986年）~689mm（1988年），年平均降水量552.45mm。
降水多集中于7、8、9三个月，占年降水量的61.7%，其次5、6、10三个月，占年降水量的32.7%，1、2月份降水最少，仅占年降水量的1.5%。
年蒸发量为1700～2000mm，蒸发量大于降雨量。
风向5～9月份以东风、东南风为主，10月份至翌年4月份以西风、西北风为主，一般风速2—3级，最大11级（78年6月30日晚）。
西北风频率较大，对本地区气候影响也较大。
2.4地震
据焦作市地震办公室提供的资料，自1038年~1978年6月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有35次。
根据国家质量技术监督局发布“中华人民共和国国家标准GB18306—2001《中国地震动参数区划图》”焦作市地震动峰值加速度g为0.1，本区对应的基本烈度为Ⅶ度，其地震设防应为Ⅶ，如图1-2所示，表1-2为地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表。
地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表表1-2
地震动峰值加速度分区g
＜0.05
0.05
0.1
0.15
0.2
0.3
≥0.4
地震基本烈度值
＜Ⅵ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅷ
≥Ⅸ
东笋煤矿属低瓦斯矿井，主采I煤层，局部可采H、C、F煤，煤种为长焰煤，灰分30-40%，发热量3000—3600大卡/千克，是电厂和工业及民用优质燃料。
3生产建设概况
九里山煤矿由武汉煤矿设计院设计，1970年7月开始建井，设计井型90万吨/年，1983年4月投产，开采山西组二1煤层。
矿井开拓方式为立井双水平上下山开拓。
提升系统：
主井为一台XKT2×3.5×1.7-15.5提升机，一对5.5吨萁斗，副井采用JKDL85×4型绞车提升，矿井采用集中排水系统，安装D450×6型卧泵21台，德国6736/11型潜水泵5台，总排水能力257.5m3/min。
目前，矿井东部-250m以浅已基本采完，转入-250m以深至马坊泉断层间开采；西部-250m以浅一半地段已采完，正在向-250m以深开拓。
多年来实际生产能力在60万吨/年左右，现已基本达到设计生产能力90万吨/年。
九里山矿采煤方法主要采用走向长壁倾斜分层采煤法、倾斜长壁倾斜分层采煤法，回采工艺采用综合机械化采煤和炮采，顶板管理方式为全部垮落法。
该矿为单一煤层开采，主采煤层为二迭系山西组二1煤层，煤层结构简单，煤厚平均5.15m，属优质无烟煤。
现开采标高-300m，垂深400m。
主要有四个生产采区，即：
一一采区：
11煤柱工作面；一二采区：
13051下风道、上风道；一四采区：
14031工作面、14052备用工作面、14091运输巷、上风道、14101工作面、14062下风道；一五采区：
15011工作面、15051区段巷；二四采区：
24轨道石门、回风石门、辅助回风石门。
本矿为煤与瓦斯突出矿井，2006年3月、8月、12月分别在14121、15041运输巷发生煤与瓦斯突出，二1煤层煤尘暴炸指数11.05%，无暴炸危险性，无自燃现象。
现有1个综采队，3个炮采队，年产原煤90万吨；另有1个开拓队，2个掘进队和1个巷修队，年掘进总进尺4000m左右。
目前有4个工作面生产，即14061、15011、13113工作面和13煤柱工作面，，采掘接替基本平衡。
九里山煤矿由于开采技术条件所限，特别是水文地质条件复杂，多年来原煤年产量基本上维持在60万吨左右，近年来，随着国家经济持续高速发展，对能源的需求也在不断增加，煤炭市场看好。
矿方积极挖潜改革，改进采掘工艺，提高管理水平，使原煤产量逐年提高，近年来，原煤年产量已接近90万吨，基本达到设计生产能力。
4矿井储量
九里山煤矿先后经历了三次大规模勘探，即1955～1958年间中南煤田地质局125队首次勘探，1966年~1970年由焦作矿务局水文队进行的第二次勘探，1996年~1998年由焦作矿务局水文队进行的第三次勘探（主要针对二水平），现将各勘探时期井田范围、面积和储量分述如下：
1955～1958年，中南煤田地质局125队勘探时，根据武汉煤矿设计院对井田划分意见及天然条件控制情况，以21勘探线为界，分二矿井田和三矿井田，其中三矿井田不在现九里山井田范围内。
二矿井田范围西起13勘探线，东至21勘探线；北自煤层露头，南止西仓上断层。
东西走向长4.6km，南北倾向宽2.5km，水平面积11.009km2，计算深度至-550水平。
煤层最低可采厚度为0.70m，容重采用钻孔所测平均容重1.48t/m3，计算结果见表1-4。
二矿井田各级平衡表内储量表表1-4
煤层名称
级别
水平面积（103m2）
储量（103t）
比例（%）
勘探网度
二1
煤
层
A2
3106.00
27360.83
29.7
500×100m，局部500×1500m
B
1927.00
16412.05
17.86
500×1500m，局部1000×1500m和1000×2000m
C1
5976.00
48101.51
52.36
仅为个别钻孔控制或高级储量外推
合计
11009.00
91874.39
100
另外二、三矿井田还求得二1煤层平衡表外储量（C2）1357060t，水平面积334000m2。
1966年~1970年，焦作矿务局水文队第二次勘探时，储量计算范围西起11勘探线，东至23勘探线；北自煤层露头或九里山断层，南止二1煤层-600m水平或西仓上断层、方庄断层、马坊泉断层。
东西走向长6.8km，南北倾向宽3.4km，水平面积24.7km2，计算深度至-600m水平。
煤层最低可采厚度为0.70m，容重采用1.50t/m3，计算结果见表1-5。
储量计算表表1-5
煤层名称
计算水平（m）
水平面积（103m2）
工业储量
（10４t）
远景储量
（10４t）
尚难利用储量（10４t）
小计
（10４t）
二1
煤
层
露头~-225
4190.47
4190.47
-225~420
5797.65
5797.65
-420~600
4559.72
4559.72
合计
14547.84
3556.26
1336.47
19440.57
1996年~1998年，焦作矿务局水文队在第三次勘探时，主要针对二水平。
储量计算范围西起11勘探线，东至北碑村断层东井田边界；北自马坊泉断层，南止二1煤层-800m水平或西仓上断层。
东西走向长4.5km，南北倾向宽1.8~2.5km，水平面积10.2km2，计算深度至-800m水平。
煤层最低可采厚度为0.80m，容重采用15-17孔煤芯样化验资料1.50t/m3，计算结果见表1-6。
地段
水平
（m）
面积
（104m2）
能利用储量（104t）
暂不能利用储量（104t）
总储量
（104t）
A
B
C
A+B+C
D
马坊泉断层以北
-255m以浅
552.9
3158
121.1
546.1
3825.4
99.6
3925.0
-255m以深
3937
356.3
1748.5
1231.7
3336.5
331.6
3668.1
小计
393.7
3514.5
1869.6
1777.8
7161.9
431.2
7593.1
马坊泉断层以南
-450m以浅
421.0
646.4
1746.4
1686.7
4079.5
4079.5
-450m~-600m
290.5
127.4
328.0
1987.2
2442.6
2442.6
-600以深
125.4
1025
1025.0
小计
827.9
773.8
2074.4
3673.9
6522.1
1025
7547.1
井田合计
1774.5
4288.3
3944.0
5451.0
13684.0
1025
431.2
15140.2
井田深部
-600m以浅
18.9
150.8
150.8
-600m~-800m
170.8
1462.5
1462.5
小计
189.7
1613.3
1613.3
二水平合计
1017.6
773.8
2074.4
3673.9
6522.1
1025
1613.3
9160.4
井田总计
1964.2
4288.3
3944.0
5451.0
13684.0
1025
2044.5
16753.5
九里山井田二1煤层储量计算表表1-6
本次矿井地质报告资源/储量估算范围即煤炭生产许可证确定的9个拐点坐标圈定的矿井范围。
共获二1煤层煤炭（111b）+（121b）+（122b）+（333）类总资源/储量12583.3万吨。
其中（111b）类资源/储量2495.9万吨；（121b）类资源/储量3766.5万吨；（122b）类资源/储量3825.1万吨；（333）类资源量2495.8万吨。
5矿井地质
5.1地层
5.1.1区域地层
九里山井田地层区划属华北地层区太行小区。
据区域出露及钻孔揭示，区域地层缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系、石炭系下统、侏罗系和白垩系。
各时代地层由老到新叙述如下：
5.1.1.1前震旦系（Anz）
出露于井田东北太行山南麓及修武县黑龙王庙北侧一带。
主要为一套深变质岩系，由黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪变粒岩及角闪片岩等组成，厚度不详。
5.1.1.2震旦系（Z）
仅出露于修武黑龙王庙北侧一带，主要为浅紫、浅黄色中厚～巨厚层状中粒石英砂岩，中上部夹紫红色泥岩。
厚22.00～175.00m，与下伏地层不整合接触。
5.1.1.3寒武系（∈）
出露于焦作煤田北部山区，分下、中、上三统。
总厚度473.00-587.00m，各统之间整合接触，与下伏震旦系地层平行不整合接触。
1、下统（∈1）：
主要为浅海相石灰岩、鲕状灰岩，夹有泥岩、粉砂岩及页岩，底部有一层含磷粗粒砂岩。
厚130.00～160.00m。
2、中统（∈2）：
主要由浅海相石灰岩、鲕状灰岩、白云质灰岩组成，夹薄层粉砂岩、泥岩，富含动物化石。
厚291.00～349.00m。
3、上统（∈3）：
由浅海相的石灰岩、白云质灰岩组成。
厚52.00～78.00m。
5.1.1.4奥陶系（O）
出露于焦作煤田北部山区及井田西部，仅残存下、中两统。
厚600m左右，与下伏寒武系地层平行不整合接触。
1、下统（O1）：
下部冶里组为浅海相石灰岩、含燧石结核及条带状白云岩，缺失上部亮甲山组。
2、中统马家沟组（O2m）：
为浅海相中厚层状石灰岩、白云岩夹角砾状灰岩、泥灰岩、泥岩和透镜状石英砂岩。
厚500m左右，与下统冶里组平行不整合接触。
5.1.1.5石炭系（C）
焦作煤田北部山前有零星出露，厚92.00m左右。
分上统为本溪组和上统为太原组，两统之间整合接触，与下伏奥陶系呈平行不整合接触。
1、中统本溪组（C2b）：
主要为灰色、灰白色铝土质泥岩，夹石英砂岩、砂质泥岩及透镜状石灰岩。
为滨海泻湖相及障壁岛相沉积，厚13.00m左右。
2、上统太原组（C3t）：
由深灰色石灰岩、泥岩、砂质泥岩，砂岩及煤层组成。
为海陆交互相沉积，厚79.00m左右。
为区域主要含煤地层之一。
5.1.1.6二叠系（P）
焦作煤田西部有零星出露，总厚850m左右。
分上、下两统，下统分为山西组和下石盒子组；上统分为上石盒子组和石千峰组。
除石千峰组与上石盒子组间平行不整合接触外，其余组间均整合接触，且与下伏石炭系地层整合接触。
1、下统（P1）
山西组（P1sh）：
主要由灰色、深灰色砂岩、粉砂岩及深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。
为海陆过渡相沉积，形成区内主要含煤地层，其中二1煤层为该区主采煤层，该组地层厚75.00m左右。
下石盒子组（P1x）：
主要由灰色、浅灰色铝质泥岩、砂质泥岩、深灰色泥岩、灰～灰白色砂岩、粉砂岩组成。
局部发育薄层炭质泥岩和煤线。
为一套海陆过渡相沉积，厚324.00m左右。
2、上统（P2）
上石盒子组（P2s）：
主要由灰色、青灰色、紫红色砂质泥岩、泥岩、灰～灰白色砂岩组成，局部夹薄煤层，为海陆过渡相沉积，厚241.00m左右。
石千峰组（P2sh）：
下部为灰白色厚层状中粗粒砂岩，中上部由紫红色砂质泥岩、泥岩及粉砂岩、细粒砂岩组成，局部夹石膏薄层。
厚度大于190m。
5.1.1.7第四系、第三系（Q+R）
广布于山前平原区，为棕黄色、褐黄色黄土、粘土、砂质粘土夹砾石、流砂、砾石层。
与下伏地层呈不整合接触。
地层厚度差别较大，从几米到数百米，整体上北薄南厚。
3.1.2井田地层
九里山井田属第四系、第三系全覆盖区。
据钻孔揭露，本区赋存地层主要有奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组和上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、第四系、第三系。
其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层，从老到新分述如下：
5.1.2.1奥陶系（O2）
中统（O2m）马家沟组：
岩性为灰~深灰色厚层状石灰岩或白云质石灰岩，较致密，层面含炭质及泥质，中上部25m左右为灰~深灰色厚层状石灰岩，致密性脆，呈块状；顶部厚约20m为白云质杂色似砾状灰岩和角砾状石灰岩。
顶部因风化和铁质侵染，呈棕红色，岩性混杂。
该组中上部岩溶裂隙发育，含水丰富。
出露于井田北部的九里山一带，区内钻孔揭露最大厚度为118.25m。
5.1.2.2石炭系（C）
1、中统本溪组（C2b）：
底部多为铝土质泥岩，致密有滑感，含有黄铁矿结核及晶粒，偶为粗粒石英砂岩。
中部为铝土质泥岩，夹灰色泥质粉砂岩，砂质泥岩及薄层状细~中粒石英砂岩，据镜鉴资料，砂岩主要成份为石英（85+%），长石占7+%，杂基主要为高岭石、水云母，粘土矿物占20%。
为孔隙～接触式胶结。
上部为浅灰色～青灰色铝土质泥岩，夹黄铁矿条带，具水平纹理，据镜鉴资料，该层铝土质泥岩多为针状和叶片状，为本区标志层之一。
该组岩性及厚度变化较大，无明显规律。
本组厚4.90~16.67米，平均厚9.74m。
与其下伏地层呈平行不整合接触。
2、上石炭统太原组（C3t）：
底界为一2煤底面，顶界为L9石灰岩顶面。
由灰黑色泥岩、深灰色粉砂岩、灰色砂岩、深灰色石灰岩及煤层组成。
其中含石灰岩8层，自下而上称为L2、L3┄┄L9，一般灰岩下含煤层。
底部一2煤大部可采，中部的一5煤局部可采，其余煤层均不可采。
据岩性组合特征，本组常分为三段，即下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段，分别简述如下：
⑴下部灰岩段：
一2煤层底或其直接底板根土岩底至L4石灰岩顶，以石灰岩为主，夹砂质泥岩、泥岩及煤层，偶夹薄层细砂岩。
底部一2煤厚0.20~2.42m，平均厚1.67m，含矸1-3层，夹矸岩性主要是泥岩或炭质泥岩。
一2煤直接顶板为L2石灰岩，厚10.72~16.49米，平均厚12.45m，L2石灰岩为厚层状，深灰色、灰色，坚硬致密，含大量燧石结核及腕足类、海百合和蜓类化石，有时夹泥岩薄层。
该层灰岩厚度大，层位稳定，全区发育，为重要标志层之一。
⑵中砂泥岩段：
自L4灰岩顶至L8灰岩底，以灰黑色细砂岩、砂质泥岩及泥岩为主，局部夹2~3层石灰岩（L5、L6、L7）及薄煤。
中部常有一层中粗粒石英砂岩，厚度较大，质纯。
下部L5石灰岩较稳定，为一5煤为直接项板。
L6灰岩有时相变为中细粒砂岩或砂质泥岩，该段所见薄煤均不可采。
含BoultoniaCheni,Schwagerina化石等。
⑵上部灰岩段：
自L8灰岩底至L9灰岩顶，底部L8石灰岩，厚4.15~13.77m，平均8.67m，深灰色、厚层状、隐晶质，有时含有燧石团块，垂直节理发育，充填有方解石脉，该层灰岩厚度大，层位稳定，全区发育，为重要标志层之一。
上部主要由砂质泥岩、泥岩及少量细砂岩组成，偶夹煤线。
顶部为L9石灰岩，质坚性脆，厚0.28~1.80m，平均厚0.69m，十分稳定，发育良好，为山西组与太原组之分界，同时也是重要标志层之一，L9石灰岩在井田东部分叉为二层。
本段含BoultoniaCheni,Schubetellasp等化石，
本组厚69.46~84.15m，平均厚76.28m。
与其下伏地层呈整合接触。
5.1.2.3二叠系（P）
井田内二叠系上部地层遭到不同程度的剥蚀。
其中下统山西组保存完整，下石盒子组大部分地区保存较好，浅部遭到剥蚀，上统上石盒子组仅在深部有部分残存，地层不完整。
1、下统（P1）
⑴山西组（P1sh）：
底界为L9石灰岩之顶面，顶界为砂锅砂岩之底面。
主要由灰色、深灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，其颜色自下而上由深变浅。
含大量栉羊齿、鳞木、轮叶等植物化石，为本井田主要含煤地层，其下部二1煤层层位稳定，全区发育，为主要开采煤层。
根据其岩性特征自下而上分为二1煤层段、大占砂岩段、香炭砂岩段、小紫泥岩段。
①二1煤层段：
自太原组L9石灰岩顶界面至大占砂岩底，以深灰色、灰黑色含菱铁质泥岩、条带状砂岩及煤层组成，西部以泥岩、砂质泥岩为主，东部砂岩增多，地层增厚。
其中二1煤层为本井田主要可采煤层，厚4.73-6.77m，平均6.16m，底板泥岩含有Pecopterissp.,Sphenophyl~lumthonii等植物化石。
底部为细—中粒砂岩，多夹泥质条带，具波状、透镜状层理，称“二1煤层底板砂岩”，为一辅助标志层。
②大占砂岩段：
自大占砂岩底至香炭砂岩底，含1~3层砂岩。
下部为厚层状灰色中—粗粒长石、石英砂岩（大占砂岩），成分以石英为主，长石次之，含有少量暗色矿物，层面含较多白云母碎片及炭质，硅质胶结，具交错层理，局部含泥质团块，厚1.12—31.89米，平均厚11.56米，为主要标志层之一。
上部为深灰色砂质泥岩、泥岩，偶夹不可采的薄煤层或煤线。
本段含较多植物化石：
Calamiaessp,Pacopterissp.,NeuropterisSp.等。
③香炭砂岩段：
自香炭砂岩底至小紫泥岩底，含1~2层砂岩。
由灰色中细粒砂岩及砂质泥岩、泥岩组成。
下部的香炭砂岩为深灰色细粒长石石英砂岩，含泥质包体与菱铁质团块，厚7.08m。
上部的泥岩及砂质泥岩呈灰、黑灰色，产植物叶部化石。
④小紫泥岩段：
自小紫泥岩底至砂锅窑砂岩底，属本组顶部，厚10m左右。
岩性以紫灰色泥岩为主，含铝质及菱铁质假鲕，局部夹深灰色砂质泥岩。
本组厚60.28~101.53米，平均厚82.68m。
与下伏地层整合接触。
⑵下石盒子组（P1x）：
底界为砂锅窑砂岩之底面，顶界为田家沟砂岩之底面。
该组地层包括三煤段、四煤段、五煤段和六煤段四个煤段。
①三煤段：
底部砂锅窑砂岩（Ss）为灰白色中细粒砂岩，常有园度较高的石英砾石，粒度由上向下渐粗，硅质胶结，含黑色泥岩包裹体，具底砾岩和冲蚀面，厚2.40~20.58m，平均8.85m，为下石盒子组与山西组之分界标志。
中下部为灰白色铝土质泥岩（俗称A层铝土）、紫斑泥岩及深灰色泥岩，含大量菱铁质鲕粒，铝土质泥岩为本区重要标志层之一。
中部为绿灰色细~中粒砂岩、青灰色含紫斑泥岩、灰黑色泥岩及砂质泥岩。
上部为浅灰色中细粒砂岩、紫斑泥岩、灰黑色砂质泥岩及泥岩，局部富集云母片。
②四煤段：
底部四煤底板砂岩（S4）为浅灰色、灰绿色细~粗粒砂岩，含深灰色泥岩包裹体和泥质团块，层面含少量云母片，泥岩团块棱角明显，有时呈定向排列，粒度由上而下逐渐变粗，分选差，硅质胶结，为本区重要标志层之一。
中上部为深灰色、灰色砂质泥岩、泥岩，含铝质，具紫斑及菱铁质鲕粒，局部夹砂岩、粉砂岩透镜体。
③五煤段：
由三层灰白色、灰绿色细~粗粒石英砂岩和泥岩、砂质泥岩组成，每层砂岩粒
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