洞头大门爆破方案 精品.docx
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洞头大门爆破方案精品
笫一章工程概况
1.1概况
大门岛营盘基乌槽坑料场是洞头县黄岙二期围涂工程促淤堤工程的石料供应料场,该料场位于洞头大门镇本岛西南面,东边背靠大山,西边面向海滩盐田,北距营盘基村民房200多米,南距上乌仙村民房300多米,料场山高190米,开采至20米高程,开采相对高差为170米左右,目前占地120亩。
参见图1。
1.2主要工程量和工期要求
洞头县黄岙二期围涂工程促淤堤工程位于洞头县大门岛南部黄岙海涂面上,围垦规模5518亩,堤线总长3889m。
主要石方工程量是,需要抛填石方量54.3万立方米,碎石垫层用料35.7万立方米,块石抛理护面约33.3万立方米,总需石料123万立方米,考虑海堤沉降系数1.5,总计约需石料150万立方米(填方)。
工期要求19个月完成,平均每月完成约7.8万立方米(填方),按照山体自然方计算,考虑10%的废料损耗,每月平均需爆破山体自然方约8.6万立方米才能满足填海抛石需要,抛石高峰时最大月开采量将达到12万立方米山体方。
1.3施工、技术和安全要求
按照温州市瓯江口开发建设总工程指挥部的工程招标文件和提供的设计图纸以及设计单位的有关要求,大门岛营盘基乌槽坑石料场石方开挖的技术要求及主要控制参数如下:
1、石方开采主要采用潜孔钻中深孔台阶爆破方式开采,风枪浅眼爆破辅助开采。
2、最终开采山体边坡要采用台阶式预裂爆破或光面爆破方式进行开挖。
3、要求爆破石块大小均匀,级配合理。
抛石混合料采用天然混合级配石料,石料要求新鲜完整,饱和抗压强度≥40MPa,含泥量≤10%,软化系数≥0.7,。
4、碎(卵)石材料要求:
石料新鲜,石料容重≥26kN/m3,饱和抗压强度≥40MPa,含泥量≤5%,软化系数≥0.7,碎石粒径≤15cm,粒径2~10cm占80%。
5、理抛块石要求单重大于300kg,单层厚度≥70cm。
理抛块石要求石质坚硬、新鲜、无风化龟裂等,饱和抗压强度≥60MPa,含泥量≤5%,软化系数≥0.8。
6、在施工过程中,按照《爆破安全规程》等标准、规程规范进行操作,确保工程和由其管辖的人员、材料、设施和设备的安全,并采取有效措施,防止工地附近建筑物和居民生命财产遭受损害。
同时要保护周围的环境免受施工引起的污染、兼顾周围群众的生产和生活免受爆破噪声引起的干扰,以及人身安全和财产安全等。
笫二章爆破施工条件
2.1爆区地形、环境
大门岛营盘基乌槽坑料场东西纵长约200多米(到山顶中线),南北宽约300多米,最高约190m,平均高程110m左右,石方储量超过500万立方米。
开采对象主要为残山,残坡积物薄,范围小,风化浅。
山脊由西向东延伸,东高西低,南高北低,山脊山谷平缓,受海风、潮汐影响,山坡地表植被厚薄不等,大部分岩石裸露可见,覆盖土层厚度一般在0.4~4.0m左右,上面生长有少量的灌木(松树较多)。
大部分地段高程超过80m,属陡坡悬崖地段。
爆区周围环境较好,周围200m范围内无永久居民住宅。
料场中心正面向西面向海滩,背面向东面向大山,东北距营盘基村民房200多米,西距上乌仙村民房300多米。
2.2工程地质
矿石岩性主要为青灰色晶屑玻屑熔结凝灰岩和肉红色二长花岗岩,晶屑玻屑熔结凝灰岩晶屑成份主要为斜长石、钾长石、石英,含少量其它矿物晶屑,玻屑和胶结物已脱玻重结晶为霏细长英矿物,含量72%,玻屑形态不清。
二长花岗岩呈肉红色,中细粒花岗结构,块状构造,斑晶有钾长石、斜长石、石英等,含量25~45%。
根椐本次小门岛同时期同岩性采集的碎石料样品试验成果,矿石压碎指标为6.2%,坚固性为1.5%,硫化物及硫酸盐含量0.4%,根椐本次矿区采集的岩石样品试验成果,晶屑玻屑熔结凝灰岩单轴饱和抗压强度98.6~168MPa,平均值为133MPa,属坚硬岩,软化系数0.99,吸水率为0.80%,二长花岗岩单轴饱和抗压强度85.1~129MPa,平均值为107MPa,属坚硬岩,软化系数0.88,吸水率为0.80%。
该区域岩石质地较好,可开采性较好,能满足工程需要。
2.3水文气象
工程区域地处浙东南沿海,属亚热带季风气候区,具有明显的海洋性气候特征。
气候温和湿润,日照充足,多年平均气温为17℃~18℃,极端最高气温35.7℃,极端最低气温-4.1℃。
多年平均降雨量1220.5mm,年平均降水天数为156天,,年平均无霜日329天,年内降雨呈明显的季节性变化,70%左右集中在3~9月的春雨、梅雨和台风期。
本区域主要受季风影响,年平均风速为5.3m/s。
该区域气候属亚热带海洋性季风气候,温和湿润,在8、9、10月份施工易受台风影响。
2.4交通条件
本料场地处海岛,目前对外交通依赖海运,水路交通较为便利。
为了保证石料场中深孔台阶控制爆破的顺利进行,需要从大门岛营盘基乌石坑石料场两侧修建一条施工上山道路,以便潜孔钻机上山钻孔和装运设备上到各个台阶装运石料。
第三章施工总体方案及进度计划
3.1概述中深孔台阶控制爆破技术的特点
目前许多矿山和采石场还在采用一面墙似的扩壶爆破的方式进行开采,这种爆破方式无法控制边坡的坡度,随着爆破的进行,边坡将会越来越陡,甚至使岩面前倾出现“阴山坳”、“伞檐形”,而放炮人员依然要在下面打眼、扩壶、点炮等,容易造成坍塌伤人事故。
而采用中深孔台阶控制爆破开挖方式进行施工能够完全避免扩壶爆破中出现的坍塌伤人事故。
与峒室大爆破相比,中深孔台阶控制爆破能更好地控制爆破震动的大小,与其它爆破方式相比,中深孔台阶控制爆破能够满足不同开挖工程的技术要求,能够灵活地控制爆破规模的大小,能够全面改善岩石的破碎质量,使得岩石块度均匀,并能显著降低爆破的有害效应,减少后冲、后裂和侧裂,降低爆破地震、噪声、冲击波和飞石的危害。
中深孔台阶控制爆破技术的这些特点使得中深孔爆破方式在国家各项工程建设中和矿山开采中得到越来越广泛的应用。
在保证了安全的同时,也能完成施工进度要求,能取得良好的爆破效果。
因此本工程需采用中深孔台阶控制爆破竖孔、平孔爆破相配合的爆破方式进行大规模开采,兼有少量的风枪浅眼爆破作为辅助爆破的总体爆破开挖方案。
3.2覆盖层剥离
料场开挖范围内的植被采用人工进行清理,清除料场表面的树根、杂草、垃圾及其它障碍物,清理范围至开挖边界线外侧5m。
表土采用1m3挖掘机进行开挖,以符合监理工程师要求为准,弃料运至业主指定区域堆放。
3.3爆破开采方案
根据本工程抛石工程量及施工强度要求。
考虑到山体的地形、地质及周边环境等实际情况,必须主要采用中深孔爆破,其它爆破方式为辅助。
分台阶自上而下分层开采,为创造爆破开采作业面、待上层开采至一定程度后,即能满足于装运工作平盘时。
再进行下层跟进爆破开采,依次类推。
严禁一面坡或倒坡开采。
当开挖到边界时,将对边坡进行稳定性的处理,应符合矿山安全规定。
在业主提供的开采界线内,根据本工程实际所需工程量确定一期开采范围:
业主征用开采坐标
点号
坐标
X
Y
A
3094034.0578
536773.3489
B
3093954.0234
536831.6680
C
3093701.5151
536763.3298
D
3093659.4896
537000.0000
E
3093912.4102
537220.2012
F
3094032.0504
537224.9379
一期开采坐标
点号
坐标
X
Y
A
3094034.0578
536773.3489
B
3093954.0234
536831.6680
C
3093701.5151
536763.3298
D
3093659.4896
537000.0000
G
3094034.0926
537055.2990
H
根据现场情况确定
根据现场情况确定
业主提供界内可开采量约500万方,一期界内可开采量约200万方,能满足工程需求量。
山体最高开采高度为130m,按照自上而下分层开采方式,以20m作为台阶高度,设宽4m碎落台,开采坡度为65度,开采至底标22m(公路标高)的高程。
爆破开采示意图
炮孔
边坡示意图:
130m
20m
原始地貌线
20m
开采底标22m20m
3.4料场内运输便道规划
前期运输便道的修筑,首先使用挖机修筑临时的毛坯路,为钻孔设备提供作业场地,在设计道路上需要爆破的位置,辅以简易支架Φ90钻和风枪进行爆破,爆破石料采用半挖半填的方式修筑便道。
运输道路起点:
坐标X:
3094021.178,Y:
536814.135;标高22m,与外界公路相连接;由起点延伸136m至第一平盘中心,中心坐标为:
X:
3093932.591,Y:
536916.170,标高42m;由第一平盘折回延伸164m至第二平盘中心,中心坐标为:
X:
3093781.828,Y:
536853.958,标高62m;由第二平盘折回延伸160m至第三平盘中心,中心坐标为:
X:
3093895.019,Y:
536965.005,标高82m;由第三平盘折回延伸145m至第四平盘中心,中心坐标为:
X:
3093752.908,Y:
536941.339,标高102m。
各平盘回转半径15m,道路坡度全线7-9度,路面宽度10m,内侧设排水沟外侧用石料设防护栏,道路横坡为2~4%内低外高。
路面需经常养护,保持路面平整。
道路具体规划见附图1
运输便道纵断示意图
22mm
全线坡度7~9度,相临平盘间高差20m
横断面图
尖型便道断面示意图
3.5爆区规划及分区
根据本料场实际情况共分4个开采区:
在第一平盘处形成1#采区,沿山沟方向向里推进开采,采取边开采边做路的开采方式,开采底面形成6~8度坡,作为一期和二期的开采道路。
在第二平盘、第三平盘分别形成2#、3#采区,作为4#采区未形成前的临时供料采区。
在第四平盘形成4#采区,作为工程主要采区,因山体不够平整有局部超出设计台阶高度,超出部分采用挖机溜放至第四平盘高度,进行装运。
在4#采区形成较大场地能满足安全装运的条件下,3#料场跟进开采,在3#采区形成较大场地能满足安全装运的条件下,2#料场跟进开采,在2#采区形成较大场地能满足安全装运的条件下,1#料场跟进开采,最终沿22m标高(公路标高)跟进开采至边坡处,形成自上而下分层开采的作业面。
开采前期以修筑道路和创建开采平台为主,在创建作业平盘时可少量供料,进入4#平盘时可扩大作业面,增强施工强度,各采区跟进开采时进入开采高峰期。
3.6爆破、挖料、装车运输作业施工流程
进行下一次爆破作业
3.7施工道路修建及开采施工进度计划
石料开采计划按每月22天施工计算。
第四章爆破参数计算、装药结构与炮孔布置
4.1爆破参数设计
中深孔台阶控制爆破要取得良好的爆破效果,必须根据工地爆区及周边环境、料场实际情况和投入的钻孔设备等情况。
合理的确定孔网参数、布孔方式、钻孔深度、装药结构、堵塞长度、起爆网路、微差时间、起爆顺序和炸药单耗等参数。
爆破参数的确定:
(90㎜)
30m
钻孔示意图
装药
装药结构示意图
因施工前期原始场地不平整,孔深随场地而调整,在形成各开采平台后,孔深均为20m。
不同孔深时取孔网参数表(孔经90㎜)
孔深(m)
孔距(m)
排距(m)
备注
6-8
3.0-3.2
3.0
8-10
3.2-3.3
3.0
10-12
3.3-3.5
3.0
12-14
3.5-3.8
3.0
14-16
3.8-4.0
3.1
16-18
4.0-4.2
3.2
18-20
4.2-4.5
3.2
说明:
1、前排底盘抵抗线取3.0米~3.5米;
2、钻孔角度一般取70度~80度;
3、单耗暂定0.33~0.45㎏/m3
4、本参数为初期暂定、在施工过程中再做进一步优化;
5、炮孔堵塞长度一般为3.5~4.0米.
不同孔深时取孔网参数表(孔径115㎜)
孔深(m)
孔距(m)
排距(m)
备注
6-8
3.6-4.0
3.6
8-10
4.0-4.5
3.6
10-12
4.5-5.0
3.8
12-14
5.0-5.5
3.8
14-16
5.5-6.0
4.0
16-18
6.0
4.0
18-20
6.0
4.2
20-22
6.5
4.2
说明:
1.前排底盘抵抗线取4.0米~4.5米;
2.钻孔角度一般取70度~80度;
3.单耗暂定0.33~0.45㎏/m3
4.本参数为初期暂定、在施工过程中再做进一步优化;
5.炮孔堵塞长度一般为4.0~4.5米.
不同孔深时取孔网参数表(孔径150㎜)
孔深(m)
孔距(m)
排距(m)
备注
8-10
4.6-5.0
4.6
10-12
5.0-6.0
4.6
12-14
6.0-6.5
5.0
14-16
6.5-7.0
5.0
16-18
7.0-7.5
5.0
18-20
7.5-8.0
5.0
20-22
8.0-8.5
5.0
说明:
1.前排底盘抵抗线取4.5米~5.5米;
2.钻孔角度一般取70度~80度;
3.单耗暂定0.33~0.45㎏/m3
4.本参数为初期暂定、在施工过程中再做进一步优化.
5.炮孔堵塞长度一般为5.0~6.0米.
每延米炮孔装药量
孔径㎜
75
100
120
150
200
250
装药量㎏/m
4.5
8
11.5
18
32
50
3.0m
钻孔平面示意图(90㎜)
4.1.1各种孔径取台阶高度及钻孔深度
1)履带式液压潜孔钻孔径150㎜
孔深L1=H+h。
(台阶高度H=15m~20m;超深h=1.5m)
2)KQL—90㎜孔径
孔深L2=H+h。
(台阶高度H=10m~20m;超深h=0.9m)
3)履带式孔径115㎜
孔深L3=H=h。
(台阶高度H=12m~20m;超深h=1.2m)
4.1.2台阶高度H和超深h
1.台阶高度H=8~20m
2.超深h=8~12d=0.8~1.8m。
(岩石松软时取小值,岩石坚硬时取大值)
本工程开采台阶高度一般取20米;
4.1.3底盘抵抗线W底和最小抵抗线W
1.底盘抵抗线
W底=30~40d;(W底-底盘抵抗线,m;d-孔径㎜,)
2.最小抵抗线
W=30~40d
4.1.4孔距a、排距b与单孔控制面积A
1.履带式液压潜孔钻孔径150㎜
1)孔距a=mW底=6.0~8.0m
2)排距b=0.7~0.9a=5.0~5.2m
3)单孔控制面积A=ab=30~40.0m2
2.KQL-100潜孔钻孔径90㎜
1)孔距a=mW底=4.0~4.2m
2)排距b=0.7~0.9a=3.0~3.3m
3)单孔控制面积A=ab=12~14.0㎡
3、履带式潜孔钻孔径115㎜
1)孔距a=mW=5.5~6.0m
2)排距b=0.7~0.9a=3.8~4.2m
3)单孔控制面积A=ab=18~26㎡
4.1.5堵塞长度L堵
1.履带式液压潜孔钻孔径150㎜
堵塞长度L堵≥0.75W底≥5.6m
2.KQL-100潜孔钻孔径90㎜
堵塞长度L堵≥0.75W底≥3.0m
3、履带式孔径115㎜
堵塞长度L堵≥0.75W底≥4.2m
4.1.6炸药单耗q
1、履带式液压潜孔钻150㎜㎜孔径
炸药单耗q=0.30~0.45kg/m3
2、KQL-100潜孔钻90㎜孔径
炸药单耗q=0.30~0.45kg/m3
3、履带式钻机115孔径
炸药单耗q=0.30~0.45㎏/m3
单孔用药量:
1.履带式液压潜孔钻单孔装药量,150㎜孔径
单孔装药量Q1=qaW底H;Q=150kg(台阶高度H=15m)时
单孔装药量Q2=qaW底H;Q=200kg(台阶高度H=20m)时
2.KQL-100潜孔钻单孔装药量,90㎜孔径
单孔装药量Q=qaW底H;Q=60.0kg(台阶高度H=15m)时
3.履带式单孔装药量,115㎜孔径
单孔装药量Q=qaW底H;Q=110㎏(台阶高度H=15m)时
4.1.7装药结构
一般采用连续装药,有时为了改善爆破效果和调整爆破块度,也采用分段装药。
但无论是竖孔爆破还是平孔爆破,一般炮孔底部的夹制力最大,因此孔底采用密实装药,装药长度为Lb=1.3W(Lb最小值不宜小于0.9W),而中部的夹制力相对较小,因此经济药卷直径应小于底部药卷直径,但中部应该采用分段方式,一般控制标准为:
中部延米装药量为底部的60~80%。
4.2布孔方式
中深孔台阶控制爆破的布孔一般从爆区自由面由外向内、从一端向另一端布孔。
根据石料场爆区具体情况和料场前期的爆破经验采用三角形和矩形两种布孔方式,钻孔根据实际情况采用垂直钻孔、倾斜钻孔和水平钻孔(台阶坡面角控制在70o~80o)三种。
孔网密集系数m取1.4~1.6
当台阶高度15米时;不同孔径暂定孔网参数如下:
1.履带式液压潜孔钻150㎜孔
采用5.0×7.0m孔网参数
2.潜孔钻90㎜孔径
采用3.0×4.0m孔网参数
3.履带式115㎜孔径
采用4.0×6.0m孔网参数
4.台阶坡面角α与钻孔倾斜角控制
当70o<α≤80o时,采用倾斜钻孔。
允许钻孔角度偏差正负10。
4.3采用平孔爆破
由于施工场地环境的制约。
必须采用竖孔爆破为主,结合平孔及浅孔爆破辅助作业,平孔爆破与浅孔爆破主要用于施工道路的修建和创建机械作业平台。
根据前期的施工经验总结和安全技术的要求,中深孔平孔爆破的深度控制在10m以内。
台阶高度要求小于10m,坡面角控制在45度内。
平孔爆破各项爆破参数的确定:
当孔深10米时;
孔距a
1.履带式液压潜孔钻150孔径
a=0.20L~0.25L
2.KQL-100潜孔钻、履带式115孔径
a=0.15L~0.2L
堵塞长度L堵
1.履带式液压潜孔钻150㎜孔径
堵塞长度L堵=(35~50)d≥5.6
2.KQL-100潜孔钻、履带式115孔径
堵塞长度L堵=(40~50)d≥4.5m
3.KQL-90潜孔钻、履带式90孔径
堵塞长度L堵=(40~50)d≥3.6m
单孔装药量Q
1.履带式液压潜孔钻150㎜孔径
单孔装药量Q=(L-L堵)装药量15㎏/m=65㎏~75kg
2.KQL-100潜孔钻、履带式115孔径
单孔装药量Q=(L-L堵)装药量9.0㎏/m=50kg~55㎏
3.KQL-100潜孔钻、履带式90孔径
单孔装药量Q=(L-L堵)装药量6.0㎏/m=30kg~36㎏
平孔钻孔示意图
4.4采用浅孔爆破
(1)炮孔直径
根据上现有矿山施工特点,浅孔爆破一般选用Ф38~42mm炮孔直径。
(2)最小抵抗线W
W=1.3~1.5m;
(3)炮孔间距a
a=1.4~1.6m;
(4)炮孔排距b
b=0.8~1.0m;
(5)炮孔倾角α
可以根据边坡的要求进行调整;
(6)炮孔深度L1
炮孔深度应根据开挖要求的深度和岩石性质超深0.20~0.5m;
(7)炸药单耗q:
根据加强松动爆破的要求,炸药单耗取0.30~0.40kg/m3;
(8)单孔装药量Q
根据体积计算公式q=KabH,确定每个炮孔的装药量。
一般情况下孔内连续装药,并用岩粉、黄土密实充填。
如需控制爆破,可采取间隔装药或不耦合装药结构。
当临近永久性边坡时可采用预裂爆破或光面爆破等技术,降低爆破对边坡安全及稳定性影响。
确定孔网参数及装药参数时,须根据地形、地质环境条件等因素,综合考虑,反复调整,以获得最佳效果。
4.4.1装药结构
一般采用连续装药,有时为了改善爆破效果和调整爆破块度,也采用分段装药。
但无论是竖孔爆破还是平孔爆破,一般炮孔底部的夹制力最大,因此孔底采用密实装药,装药长度为Lb=1.3W(Lb最小值不宜小于0.9W),而中部的夹制力相对较小,因此经济药卷直径应小于底部药卷直径,但中部应该采用分段方式,一般控制标准为:
中部延米装药量为底部的60~80%。
4.4.2起爆网路设计原则
起爆网路是保证中深孔台阶爆破效果的主要环节之一。
其设计原则是:
实用可靠、安全准爆、操作方便、保证效果,满足施工现场的需要。
根据以前爆破的经验的积累,我们选用非电导爆管起爆网路,并且进行孔内外延时,孔内使用高段位非电雷管,孔外使用低段位非电雷管。
在设计网路时要求:
(1)每个炮孔内采用两发同段位非电毫秒雷管。
(2)导爆管簇联时,使用两发同段位非电传爆毫秒雷管,导爆管根数控制在30根之内。
(3)导爆管的聚能穴要朝导爆管传爆的相反方向。
(4)导爆管连接时,应防止打结、打折、管壁破损、防止拉力过大和水进入导爆管。
4.4.3非电毫秒起爆网路连接
一般采用四通复式网路连接或采用两发同段传爆雷管以簇联方式连接,根据最大允许单响药量确定分段起爆孔数,并以此作为网路连接分段的依据之一。
网路连接必须按照每次爆破的网路设计由持证的有经验的爆破员进行操作,爆破工程技术人员进行复核。
4.4.4起爆顺序
爆破孔的起爆顺序一般是从台阶自由面方向由前排炮孔向后排炮孔传爆,这样既保证了爆破效果,又可使爆堆集中便于铲装。
有时为了改变飞石方向,而从一端炮孔向另一端炮孔或两端炮孔向中间炮孔传爆起爆。
4.4.5飞石安全距离
对于中深孔台阶控制爆破,个别飞石的飞散距离按下式进行计算即公式进行计算:
Rf=20KFn2w
式中:
Rf-飞石抛掷距离,m;KF-安全系数一般取1-1.5与爆破环境有关,远处取最小值,近处取最大值,n-最大药包的爆破作用指数,w-最大一个药包的最小抵抗线。
按照《爆破安全规程(GB6722-2003)》中的规定,飞石安全距离按设计,安全警戒距离为300m,并且在各个交通要点设置警戒点。
见爆破安全警戒示意图。
4.5二次破碎
加强中深孔爆破的大块量控制,尽量减少大块,如出现较多的大块时应采用挖掘机装破碎垂进行二次破碎。
少量大块采用浅孔爆破进行破碎。
(1)钻孔方式:
钻孔深度为块石直径的三分之二;钻孔位置应尽量为大块中间或少量靠近下部钻平孔减少爆破飞石。
(2)严格控制装药量:
根据经验计算;取Q=W3×(0.12~0.15)简为最佳。
基本能控制爆破飞石(W为最小抵抗线)。
(3)加强炮孔堵塞,防止冲孔飞石。
(4)控制一次爆破量减少爆破所产生的噪声与空气冲击坡。
每次爆破量控制在30炮内,分段炮数控制在5炮以内。
一次性总装药量不超过3公斤。
第五章起爆网络设计
5.1起爆网路设计原则
起爆网路是保证中深孔台阶爆破效果的主要环节之一。
其设计原则是:
实用可靠、安全准爆、操作方便、保证效果,满足施工现场的需要。
根据以前爆破的经验的积累,我们选用非电导爆管起爆网路,并且进行孔内外延时,孔内使用高段位非电雷管,孔外使用低段位非电雷管。
在设计网路时要求:
1.每个炮孔内采用两发同段位非电毫秒雷管。
2.导爆管簇联时,使用两发同段位非电传爆毫秒雷管,导爆管根数控制在30根之内。
3.导爆管的聚能穴要朝导爆管传爆的相反方向。
4.导爆管连接时,应防止打结、打折、管壁破损、防止拉力过大和水进入导爆管。
5.2微差时间分析
微差间隔时间可采用下面的经验公式计算:
△t=KpW(24-f)=100ms。
(Kp