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煤矿运输巷规程

第一章地质概况

一、地面位置

1218运输巷地表位置大部分为第三、四系黄土覆盖,工作面中东部为西沟村及村庄的耕地和山坡地段。

二、井下位置及四邻采掘情况

1218运输巷南邻未掘进的1218材料巷,北部为尚未掘进的1220材料巷,东邻一采集中轨道巷,西为一采区边界。

三、煤层情况

1218运输巷延2#煤层掘进,2#及2#下是回采工作面的回采煤层,位于山西组的中下部,呈一组煤,位于山西组第二沉积旋回系列中,上距上石盒子组底界砂岩(K10)约120m,距K8砂岩约25-30m,下到K4灰岩约40m左右,两层煤相距0.1-1.68m,0-1000m范围内两煤层的夹矸小于0.7m,统称为2#煤;1000-2000m范围内夹矸大于0.7m,分叉为2#煤与2#下煤,夹矸岩性多为含炭质泥岩或泥岩,有时为泥砂岩。

四、煤层顶底板情况

附表1.1煤层顶底板情况表

顶底板名称

岩石名称

厚度(m)

岩性特征

老顶

砂质页岩

6.5

致密坚硬,不易跨落

直接顶

泥质页岩局部为砂质页岩

1.6

破碎、裂隙发育、易跨落,在工作面中部900~1200m范围内缺失。

伪顶

泥岩

0.2

时有时无、随采随落。

直接底

砂质页岩

2.4

粉砂岩透镜状水平层理,具有裂隙。

老底

细粒砂岩

2.42

水平层理裂隙发育坚硬f=6左右。

五、地质概况

1218运输巷掘进工作面由一个完整的褶曲构造组成,即向斜--背斜,其余部份为小型圆弧褶曲。

据相邻巷道揭露及三维地震资料显示:

巷道在掘进过程中在340m处可能为遇到一条落差为2.1m的正断层;在750m处可能会遇到一条落差为5m的正断层;在786m处可能会遇到一条落差为4m的正断层;在800m处可能会遇到一个长轴270m,短轴137m的陷落柱;在1525m处可能为遇到一条落差为26m的断层;在1710m处可能会遇到一条落差为10m的断层。

附表1.2预想地质构造主要情况

构造名称

走向

倾向

倾角

性质

落差(m)

影响程度

陷落柱DX2

根据三维地震资料显示短轴为80m左右

较大

F1

340°

70°

55°

正断层

6.0

较大

F2

148°

238°

60°

正断层

20

较大

F3

90°

75°

正断层

12

较大

F4

180°

270°

50°

正断层

5

较大

DF17

237°~272°

72°~79

正断层

0~8

较大

六、水文情况

1、2#煤层顶板砂岩水

2#煤层顶板是K8砂岩含水层。

依据地质资料,K8砂岩富水性弱,在曙光煤业以往的2#煤层掘进过程中,K8砂岩仅有淋水现象,但局部可能会存在相对富水的区域,使涌水量增加,总之,K8砂岩水会恶化掘进环境,但不会对巷道造成威胁。

2、太原组灰岩水

2#煤层与太灰水含水层的顶界面间距约为40m。

2#煤层开采掘进的底板破坏深度约为21.19m,使得煤层与太灰水的有效隔水厚度缩减为20m左右。

曙光煤业以往揭露的陷落柱均不导水,但是可能揭露的新的陷落柱导水,可能会发生底板太灰水突水,影响矿井生产。

3、基底奥灰水

由于2#煤层与奥灰水的间距大,达到120m左右,减去底板破坏深度21.19m,仍然有100m左右的有效厚度。

在底板没有大的导水构造的情况下,2#煤层虽然对奥灰水带压,但奥灰水一般不会对2#煤层产生影响。

4、地表水体及采空区积水

1218工作面2#煤层埋深约为510m,属于深埋煤层,远大于导水裂隙发育高度,地表水不会导入井下,地表水对巷道掘进不会产生影响。

1218运输巷相邻的三条巷道只有集中轨道巷进行了掘进,而且工作面无水。

所以,1218运输巷不受老空水水害威胁。

七、小窑采掘及积水情况

1、工作面地表经实际勘测没有小窑,工作面两端也没有采空区,所以1218运输巷不会受老空水的水害威胁。

2、施工队组必须按照地测部门提供的掘进巷道探放水设计及措施执行超前探放水工作,保证安全生产。

八、其它

该煤层属不自燃煤层,但由于煤在开采和堆放过程中,会改变自然属性,因此不能忽视,需按有自燃倾向对待,减少煤尘堆积。

煤层火焰长度2#上为120mm,2#下为400mm。

该煤层瓦斯含量较低,瓦斯含量变化在0.23~1.25ml/吨。

根据邻近矿井生产资料,建议工作面在掘进过程中按高瓦斯矿井考虑,加强通风、防尘工作,防止事故发生。

附图:

1218工作面地质平、剖面图

附图一:

1218工作面煤层综合柱状图

 

第二章工程概况

一、巷道用途简述

1218工作面设计为中厚煤层综采工作面,由1218运输巷、1218材料巷巷、1218切眼,及有关联络巷组成完整的生产系统。

1218运输巷开口坐标为(X:

8978.629、Y:

2004.947)。

以1218运输巷开口坐标为起点,沿270º方位角掘进1985m到切眼位置。

1218运输巷为回采时的回采时的进风、运煤巷道。

二、巷道工程量

1218运输巷全长1985m。

三、工程施工安排

1218运输巷由综掘一队施工,计划月进度288m,工期7个月。

四、矿压观测

1、巷道掘进中为确保安全,应坚持进行矿压观察,布置测点或安设矿压仪器观察顶底板移近量、顶板离层、顶板压力、锚杆受力情况,以开口坐标为起点巷道内每30m安设一台顶板在线观测仪,在顶板破碎段可适当缩小安设距离。

(体现顶板在线观察)

2、技术部生产技术和队组配合定时进行检查,作好记录并及时整理,认真分析。

3、通过矿压观察,发现顶板压力显现时,应积极采取措施加强支护。

五、锚杆拉拔试验

1、巷道每施工300根锚杆进行一次拉拔试验,每次试验抽查3根。

2、生产技术和队组配合及时进行检查,作好记录并及时整理,认真分析。

3、通过拉拔试验,监督组队施工时的锚杆支护工程质量。

附图21218运输巷平面图

 

第三章巷道断面及支护形式

1、巷道的断面特征

(1)巷道断面特征设计巷道净断面宽5.0m,净高3.1m。

净断面15.50m2;掘进宽度5.2m,掘进高度3.2m(巷道高度不够时,进行拉底作业,保证巷道高度符合要求),掘进断面16.64m2。

(2)运输设备及轨道布置

掘进施工时,1218运输巷的胶带输送机布置于巷道一侧,另一侧为单轨吊。

胶带输送机中线,单轨吊中线分别位于巷道中心线两侧。

1218运输巷胶带输送机中线距巷道中线为1300mm,单轨吊中心线距巷道中线1000mm。

1、

(1)因快速掘进支护的需要,巷道断面应满足掘进期间综掘机与钻车能够并行于巷道中,故巷宽应为:

已知:

1)EBZ-160型综掘机最宽处(铲板宽)A1=3.10m

2)CMM-15型液压钻车宽A2=1.30m

考虑到并行期间要综掘机与钻车、综掘机与煤壁、钻车与煤壁要预留安全距离。

经以往经验初步设定

3)综掘机与钻车安全距离A3=200mm;

4)综掘机与煤壁A4=100mm

5)钻车与煤壁A5=100mm

故巷道基本净宽

B1=A1+A2+A3+A4+A5

=3100+1300+200+100+100

=4800mm

考虑左右两帮预缩量各为100mm。

设计净宽5000mm。

故在掘进中,设计巷道净宽度为5000mm,掘进宽度为5200mm。

(2)、为满足于掘进期间铺DSP-1045/800皮带,故材巷宽度确定如下:

已知:

DSP-1045/800胶带输送机宽A1=1300mm,掘进时单轨吊运载物最宽A2=1500mm。

胶带输送机中心至单轨吊中心距A=2300mm,胶带输送机至单轨吊净距离A3=900mm。

根据《煤矿安全规程》,

单轨吊一侧可兼作人行道,宽取A4=750mm,

非人行道一侧宽A3=900mm,

皮带距离右帮A5=550mm。

故巷道基本净宽

B1=A1+A2+A3+A4+A5

=1300+1500+900+750+550

=5000mm

设计净宽5000mm

在巷道掘进中,故设计巷道净宽度为5000mm,掘进宽度5200mm。

因巷内安装单轨吊的需要,故巷高应为:

已知:

1)顶板至单轨吊下轨面A1=0.4m

2)单轨吊下轨面至底板A2=2.5m

B2=A1+A2

=400+2500

=2900mm

考虑顶底板预缩量各为100mm。

设计净高3100mm。

在巷道掘进中,设计巷道净高度为3100mm,掘进高度3200mm。

经过以上计算最终确定1218运输巷,在巷道掘进中,设计巷道净宽度为5000mm,掘进宽度5200mm;设计巷道净高度为3100mm,掘进高度3200mm。

2、风筒、各类管线布置

(1)、1218运输巷的右侧从上到下布置为风筒、静压水管、压风管、排水管,左侧吊挂信号线、电缆线。

(2)、风筒应用专用锚杆吊挂,做到逢环必挂,吊挂平直。

(3)、电缆钩固定在专用吊挂锚杆上,吊挂间距1m,信号线在上、动力线在下,悬吊高度不低于1.8m。

(4)、静压水管与排水管用专用钩子挂在专用锚杆上(专用锚杆距巷道施工中线2600mm,外露长100mm,每4m打设1根),静压水管距地面高度不低于2m,风管与静压水管、排水管间距0.3m,悬挂整齐,稳固可靠。

其中静压水管刷成绿色,压风管刷成黄色,排水管刷成黑色。

(5)、管线实行挂牌管理(标明型号、用途等)巷道照明每30m一个。

3、运输设施及人行道布置

1218运输巷皮带运输机布置在巷道前进方向的右侧,左侧安设单轨吊。

皮带中心线与单轨吊中心线位于巷道中心线两侧,距离分别为:

皮中—巷中1.3m,单轨吊中—巷中1m。

单轨吊侧兼做人行道。

4、巷道断面特征表

表2.11218运输巷巷道参数表

巷道

名称

断面积(m2)

宽(m)

高(m)

支护形式

支护材料

运输巷

16.64

15.5

5.2

5

3.2

3.1

锚杆、锚索、菱形金属网联合支护

左旋螺纹钢锚杆、菱形金属网、四方钢板、锚索

左旋螺纹钢杆、

菱形金属网、

w型钢带

二、巷道支护形式

(1)临时超前支护

CMM2-15煤矿用液压钻车前部支撑的两根二级油缸升起,托住顶板进行超前临时支护。

(2)永久支护

1218运输巷采用采用锚、网、索联合支护。

1)顶板支护每排采用5根Φ20×2400mm的左旋螺纹钢锚杆和2根φ21.6×7500mm的钢绞线锚索。

布置方式为:

巷道中心线位置打设一根顶锚杆,左右两侧支护依次为一根锚索两根锚杆。

间、排距为800×800mm(具体布置见附图)。

2)所有顶锚杆、顶锚索全部配合规格为300×300×12mm的钢板进行支护。

位于顶板两端的两根顶锚杆为角锚杆,与水平线成75°角,其余均垂直顶板,呈矩形布置。

顶锚杆锚固剂采用MSCK2355、MSK2355各一卷;装锚固剂时先装MSCK2355一卷,再装MSK2355一卷。

锚索锚固剂采用MSCK2355、MSK2355、MSZ2355各一卷;装锚固剂时先装MSCK2355一卷,再装MSK2355一卷,最后装MSZ2355一卷。

3)两帮支护时,左、右两帮每排各支设四根规格为Φ20×2400mm的左旋螺纹钢锚杆,锚杆呈矩形垂直巷帮,配合400×280mm的W型钢带进行支护,W型钢带横向布置,其中上排锚杆距顶板300mm,锚杆间、排距为800×800mm。

4)两帮锚杆支护时与顶锚杆错开0.4m,每根帮锚杆配合使用MSCK2355、MSK2355各一卷;装锚固剂时先装MSCK2355一卷,再装MSK2355一卷。

5)金属网采用1100mm×2600mm和1100mm×6000mm的菱形金属网,网与网之间搭接200mm,每150mm联一道联网丝,三花型布置,联网丝采用16#铅丝,双股对折,至少拧三圈,保证联接紧固,联网时必须将联网丝扭结在网片的节点处。

6)永久支护距工作面距离

1218运输巷循环进度为1600mm(如遇到地质构造或顶板破碎等状况,循环进度改为800mm,铺设双网支护,具体支护方式见专项措施。

)最大空顶距为1800mm,最小空顶距200mm。

(二)巷道支护形式

锚杆支护参数确定

根据中国矿业大学《曙光煤矿高地压力巷道支护技术研究》验收报告,我矿一采区顺槽的围岩松动圈厚度值取为1500mm。

锚杆长度确定

1)从锚杆的悬吊理论出发,锚杆的总长度应按下式计算:

L=L1+LP+L2

式中:

L1--松动圈外锚杆锚固长度,一般取300--400mm,围岩强度较小时取较大值,反之取较小值;

L2--锚杆的外露长度,为100mm;(锚杆外露长度为50mm)

Lp--锚杆的有效长度(松动圈厚度值),取实测值的最大值。

将有关数据代入上式,可得到L=2000mm。

为了确保安全,本设计中顶锚杆长度取2400mm。

2)按加固拱原理计算

式中W---巷道跨度,米

N---围岩影响系数,结合实际情况西翼采区地质变化多,取1.2;

将有关数据代入上式,可得到L=2000mm。

为了确保安全,本设计中顶锚杆长度取2400mm。

锚杆间排距地确定

如果采用等间排距布置,每根锚杆所负担的岩体重量即为其所承受的载荷。

1)从锚杆的悬吊理论出发,锚杆间排距按下式计算:

即:

式中:

γ—砂岩的容重,取26.3KN/m3;

Q—实测锚固力,取40KN;

a—锚杆间距。

将有关数据代入上式,可得到a≤1000mm,实际间距取800mm,排距取800mm。

2)按加固拱原理锚杆间排距按下式计算:

M≦0.5L

式中:

M—锚杆间(排)距

L—锚杆长度,2400mm

将有关数据代入上式,可得到M≤1000mm,实际间距取800mm,排距取800mm。

综上两种方法验算,本设计中顶锚杆长度取2400mm,锚杆间距取800mm,排距取800mm。

根据支护参数计算确定:

1218运输巷施工顶锚杆使用Φ20×2400mm的左旋螺纹钢锚杆,帮锚使用Φ20m×2400mm左旋螺纹钢锚杆。

2.2支护设计参数表

项目

单位

巷道名称

参数

顶锚杆间距

mm

材料巷

800

顶锚杆排距

mm

材料巷

800

顶锚杆紧固力

140N·m

(3)、1218运输巷支护材料规格及消耗(如下表)

(4)、永久支护距工作面最大空顶距为1800mm,最小空顶距为200mm。

图31218运输巷支护平面图

图41218运输巷支护断面图

图51218运输巷最大空顶距平面图

图61218运输巷最大空顶距剖面图

图71218运输巷最小空顶距平面图

图81218运输巷最小空顶距剖面图

 

表2.31218运输巷支护材料规格、单位消耗表

材料名称

规格

单位

材料消耗

左旋螺纹钢锚杆

φ20×2400

根/m

16.25

顶锚固剂

MSCK2355

卷/m

6.25

MSK2355

卷/m

6.25

帮锚固剂

MSZ2355

卷/m

20与前面叙述每根帮锚杆上两卷锚固剂冲突

锚索锚固剂

MSCK2355

卷/m

2.5

MSK2355

卷/m

2.5

MSZ2355

卷/m

2.5

菱形金属网

1100×6000mm

卷/m

1

1100×2600mm

2

W型钢带

400×280

块/m

10

小铁板

φ24眼径

个/m

2.5

铁饼

φ24眼径

个/m

13.75

楔形铁饼

φ24眼径

个/m

2.5

四方钢板

Φ24300×300×12mm

块/m

2.5

Φ22300×300×12mm

6.25

锚索

Φ21.6×7500

根/m

2.5

备注

不包括风水管路的专用悬挂锚杆

第四章掘进方式

一、施工工艺

1218运输巷施工工艺采用综合机械化掘进,使用EBZ—160型掘进机、配合DSP-1045/800型皮带输送机进行掘进工作,使用CMM2-15型液压钻车进行支护。

二、工艺流程

交接班——安全质量检查——探放水作业——割煤同时出煤,敲帮问顶、临时支护——永久支护、回临时支护。

1、实行井下现场交接班,以质量标准为准则,对工作面顶板支护、设备运转、任务完成情况进行详细检查,认真交接,做到责任明确,为每班的准备工作打好基础。

2、质量检查

每班开工前都要对作业范围内的安全情况进行一次全面的检查,检查巷内通风设施、瓦斯浓度,并认真清除顶帮活石、伞岩等安全隐患,确认无安全隐患后方可作业。

3、割煤、出煤

(1)、掘进机司机必须持证上岗,按章操作。

(2)、开机前必须认真检查巷道中线及综掘机的开关信号、喷雾、油量、灯光等,确认无误后,方可进行开机。

(3)、开机前必须提前3min发出警报,其前方及转载机范围内,严禁有人。

(4)、综掘机截割方式采用下部进刀,由下向上,左右循环方式截割,最大截割深度0.6m,循环进度1m。

(5)、综掘机司机在无照明灯、无水或水量不足时,禁止割煤。

(6)、当遇到超过设计截割硬度的岩石时,不得强行截割,必须退后机组,采用放炮方法进行处理。

机组后退距离不小于15m。

(7)、每班结束后,将综掘机退后5m,截割头落至底板,并切断电源、闭锁开关。

(8)、截割顺序说明及截割轨迹图(附图)

截割机采用下部进刀,由下向上,左右循环截割顺序。

司机进入工作面后,先敲帮问顶,检查加固支护,一切就绪后接通掘进机电源,启动油泵,打开内外喷雾摆动截割头到巷道轮廓线右下角,启动截割头,开动行走部向前进刀,截深达规定深度后停止行走,摆动截割头向右(左)平扫割煤至左(右)帮轮廓线后沿轮廓线向上截割0.7m,然后继续左右平扫,割至顶板,最后挑顶、刷帮、清底完成一个切割循环,截割完成后,应使用手镐进行巷道整形。

图2.1综掘机截割轨迹图(M1:

50单位mm)

4、临时支护

通过CMM2-15煤矿用液压钻车前部支撑的两根二级油缸升起,托住顶板进行超前临时支护。

5、永久支护

(1)、工作面出完煤,进行“敲帮问顶”,确认无隐患后,进行永久支护。

打顶锚杆眼采用CMM2-15煤矿用液压钻车,打眼前先用卷尺量出距离,之后在巷道垂直方向顶板上用粉笔标出眼位,然后进行打眼,支护时必须遵循由外向里的原则,锚杆打设严格遵守先顶后帮,先中间后两边的原则;打完眼后,安装锚杆,上四方钢板,并进行紧固。

(2)、打帮锚先用CMM2-15煤矿用液压钻车打设位于两帮上部的四个钻眼,后用ZQM40/300型手操式气动钻机打设滞后的两帮下部四个钻眼,麻花钻杆,湿式打眼,眼角度垂直于两帮。

打完眼后,安装锚杆,上钢带,并进行紧固。

6、延伸皮带

(1)、采用掘进机拉机尾跑道的方式进行延伸皮带须有专人负责掘进机作业地点电缆的安全状况。

(2)、延伸作业时,必须协调作业,提前用信号联系好胶带输送机司机后,方可作业。

(3)、延伸皮带时,钢丝绳摆幅范围内严禁有人,以防钢丝绳断、脱、跳绳伤人。

(4)、延伸完毕,胶带输送机司机将皮带张紧。

(5)、延长输送设备及检修处理故障时,必须切断电源闭锁开关,并设专人看守。

三、锚杆支护施工工艺

锚杆支护施工必须在有临时支护情况下进行。

1、打眼:

打眼时严格执行“敲帮问顶”制度,严格按《打眼工操作标准》操作,打眼后应将孔内积水、煤矸粉冲洗干净。

(说明采用液压钻车打眼)

2、左旋螺纹锚杆的安装步骤

左旋螺纹锚杆安装前先用杆体测量孔深,在杆体上作出标志,然后用锚杆杆体将树脂药卷送到孔底;用钻车来搅拌锚固剂,顺时针搅拌25~30s,同时将杆体匀速送到孔底。

搅拌完毕后,杆、机分离,为防止顶锚杆体在锚固前坠下,钻车钻臂继续保持推力,待固化15min后,安装钢板、铁饼,并用力矩扳手将螺帽拧紧,该锚杆安装完毕。

3、锚杆紧固力可用专用套管或力矩扳手,紧固力不小于140N·M,紧固力用力矩扳手检验,并对锚杆的质量进行记录。

锚杆外露长度不大于50mm。

四、锚索施工工艺

1、锚索钻孔使用CMM2-15煤矿用液压钻车,钻眼前先检查作业区域附近的顶板支护情况,发现问题要及时处理。

2、钻眼作业由五人组成,一人负责操作钻车,二人操作钻臂进行打眼,二人安装和拆卸钻杆,开钻后离开钻臂两米,负责观察顶板和周围情况,钻孔必须垂直顶板,钻孔深度不得小于设计深度,不得大于设计深度50mm。

3、钻够眼深后,用钢绞线将锚固剂送入眼底,送锚固剂时用力适度,且头尾相接,严禁平行送入。

搅拌锚固剂时间不小于25s,然后继续保持推力,待锚固剂完全固结后机体下落。

4、等待15min后,进行锚索张拉作业,张拉作业工序由三人组成,一人负责操作手动油泵,二人负责钢板安装及锚索安装,安装钢板时,将锚索穿入钢板眼内,利用锚具将钢板固定在顶板上,将外露钢绞线穿入千斤顶,并必须穿过千斤顶工具锚段,操作手动油泵进行张拉。

张拉过程中操作人员必须注意压力表读数,达到设计预紧力时及时关闭油泵,张拉过程中密切注意顶板变化。

张拉完毕后,保持锚索外露250~300mm。

(说明锚索的预紧力及锚固力)

5、其余各项严格执行《锚索支护各工种操作规程》。

 

第五章运输方式及管理

一、煤的装运方式

掘进机落煤,经掘进机自带刮板输送机、皮带转载机、皮带输送机出煤。

二、材料设备的运输方式

1218运输巷(辅助运输)采用单轨吊进行材料设备的运输,单轨吊采用符合德国工业标准(DIN20593)的专用钢轨I140E,单轨标准长度2.25m,宽度68mm,高度155mm,中板厚度7+0.5mm。

单轨接头间隙不得大于3mm,高低和左右允许偏差分别为2mm和1mm,接头摆角垂直不得大于7°,水平不得大于3°,轨道距离工作面最大距离不得超过100米。

DX100防爆特殊型蓄电池单轨吊车基本参数:

1)机车最大总功率:

71KW;

2)最大牵引力:

100KN;

3)小时制牵引力:

82.5KN;

4)紧急制动力:

150KN;

5)最大运行速度:

1.6m/s;

6)适应坡度:

≤12度;

7)通过最小曲率半径:

水平/垂直4/10m;

8)外型尺寸:

长×宽×高:

23.8m×0.82m×1.3m

9)设备自重:

16.5t

10)额定最大单体载重量:

25t

11)电池容量:

560Ah

12)蓄电池持续工作时间:

≥3h

三、运输管理及措施

1、胶带输送机的铺设

(1)、铺设要平、直、稳、构件、托辊齐全有效不跑偏。

机头处底板30m范围内全部硬化,30m后按照机电处运输科规定要有煤泥沉淀池。

(2)、胶带输送机各种保护齐全,声光信号齐全有效。

(3)、胶带输送机最突出部位距轨道不小于600mm,行人跨越皮带需设置过桥。

(4)、胶带输送机安设时,胶带输送机机头要使用混凝土浇筑的进行稳固底座。

混凝土标号为C30,水泥、砂子、石子的配合比为水泥:

砂子:

石子=1:

1.2:

2.2。

其中水泥采用普通硅酸盐水泥,标号为P·O32.5MPa。

砂子采用中粗砂,含水率为5%~7%,含土率不超过3%。

石子采用粒径为30mm~40mm,无任何杂质。

(机头30m巷道进行硬化)

(5)、在1218运输巷的巷道内每隔200m在胶带输送机上安设一组警示牌。

2、蓄电池单轨吊车管理办法:

为加强单轨吊车设备管理,保证设备符合标准,明确管理责任,保障单轨

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