某煤矿施工组织设计施工方案.docx

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某煤矿施工组织设计施工方案

一、作用、原则和编制依据:

由于XX范围内煤层赋存条件较好,储量丰富,为充分合理开发利用煤炭资源,淘汰落后生产力、优化布局,提高产业集中度,提高矿井规模化、集约化、科学化水平和矿井安全保障能力,延长矿井服务年限,进一步提高煤矿企业经济效益。

本设计在严格执行《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计说明书》、《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计安全专编》等有关规程、规范的基础上,根据矿井地质构造,煤层赋存情况,矿井资源储量和矿井现有条件和状态,在保证矿井安全生产的前提下尽量做到因地制宜,生产环节简单,工程量小,投资省、见效快。

编制依据

1、XX煤矿设计院2011年6月编制《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计说明书》。

2、XX煤矿设计院2011年7月编制《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计安全专编》。

3、XX煤炭行业管理办公室《关于认真贯彻安监总煤装[2010]146号文推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作的通知》(赣煤行管字[2010]134号文);

4、国家安全监管总局、国家煤矿安监局《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装[2010]146号)。

5、国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》安监总煤装〔2011〕15号;

6、国家安全监管总局和国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)》的通知(安监总煤装〔2011〕33号)。

7、《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》(GB50581-2010)

8、《矿井通风安全装备标准》(GB/T50518-2010);

9、《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》(GB/T50554-2010);

10、《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB50383-2006);

11、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB50451-2008;

12、《煤矿井下供配电设计规范》GB50417-2007;

13、《煤矿通风能力核定标准》AQ1056-2008;

14、《煤矿安全规程》(2011版)、《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006)及国家有关法律、法规、条例和规定;

二、矿井及改扩建工程概况

1、工程概况:

XX杨岐乡杉窝煤矿位于XX城南东125°方位,直距约9km,XX有简易公路与319国道在南源相连,至XX城14km,至XX30km,该矿井由XX煤矿设计院设计,设计生产能力为0.6Mt/a,采用平硐开拓。

利用现有+480m平硐为回风平硐,利用XX范围内已施工的+428.91m平硐为主平硐,开采XX内+430m标高以下煤层。

由于矿井煤层大多赋存在+400~+200m标高,设计采用平硐暗斜井开采,初期自+428主平硐内开口布置主、副暗斜井至+270m标高作井底车场及相关硐室。

主暗斜井兼作采区轨道上山、副暗斜井兼作采区回风上山,通过+430m运输石门将主暗斜井与主平硐连通,通过+430m回风石门及+430~+480m回风斜巷将副暗斜井与+480回风平硐连通,形成生产系统。

后期在2煤底板布置轨道下山及回风下山至+200m标高,开采+270m~+200m标高煤层。

主暗斜井及后期轨道下山倾角28°,采用单钩串车混合提升,担负矿井的煤、矸提升,材料设备下放,人员上下、并铺设排水管路,副暗斜井及后期回风下山倾角28°。

主平硐及回风平硐均作为矿井安全出口。

地质水文概况:

2、区域地质

A、区域地层

杨岐山XX出露的地层自新至老有白垩系上统南雄组(K2n)、三叠系上统安源组(T3a)、三叠系下统大冶组(T1d)、二叠系上统长兴组(P2c)、二叠系上统龙潭组(P2l)、二叠系下统茅口组(P1m)。

B、区域构造

XX杨岐乡杉窝煤矿位于前古塘XX西南部,北为九岭隆起,南为武功隆起,前古塘煤XX位于两个隆起带之间的萍乐凹陷带西端北侧,处于长坪-杨岐山复向斜的东部,北西为澄潭江-东风界复向斜,南东为峡山口-东源复向斜。

前古塘煤XX所在的萍乡北部地区自印支运动以来,经历了多期构造运动,区域构造呈现极为复杂的构造景观,主要构造线在平面上呈北东南西向展布,向西宽背斜窄,多为隔档式褶皱类型,得出产状变化大,且长出现倒转。

断裂发育,段层面多倾向南东且多为走向断层,主要含煤地层为龙潭煤系和安源煤系,安源煤系则缺失底部砾岩亚段。

九岭推覆构造的前缘到达前古塘煤XX北部。

C、XX地层

杉窝煤矿XX范围内出露的地层有第四系(Q)、三叠系上统安源组三丘田段(T3a3)、三叠系上统安源组三家冲段(T3a2)、三叠系上统安源组上统紫家冲段(T3a1)、三叠系下统大冶组(T1d),有新至老描述如下:

a、第四系(Q)

分布于冲沟、坡脚。

灰色、杂色坡积物、残积物,由历史、砂土、亚砂土、亚粘土组成。

,厚度0~10m,平均5m。

与下部地层不整合接触。

b、三叠系上统安源组三丘田段(T3a3)

出露于杉窝煤矿XX范围北部一带,中上部为灰色~深灰色粉砂岩夹细砂岩及泥岩、灰质泥岩;下部灰色菱铁质粉砂岩,含薄煤二层,底部为燧石沿岩屑,中细角砾岩或中粒石英砂岩夹灰色砂质粉砂岩。

产植物化石和少量瓣鳃动物化石。

厚约143m。

c、三叠系上统安源组三家冲段(T3a2)

出露于杉窝煤矿XX东部,由深灰色~灰黑色泥岩,粉砂质泥岩夹薄层粉砂岩及细砂岩,局部含砂质条带,显平行层理,含黄铁矿、菱铁矿结核,产大量瓣鳃类动物化石及少量植物化石。

厚度197.60~346.50m,平均272.20m。

d、三叠系上统安源组紫家冲段(T3a1)

出露于杉窝煤矿XX南部、西部。

有深灰色粉砂岩夹黑色泥岩组成,灰色石英砂岩,燧石岩屑中细角砾沿,夹煤层、炭质泥岩组成,产大量植物化石。

平均厚度204.16m。

e、三叠系下统大冶组(T1d)

出露于杉窝煤矿XX西南边界外附近。

由青灰色泥质灰岩,局部为和灰色千枚岩,薄至中厚层状,产少量瓣鳃类及海百合茎化石,厚约300m。

D、构造

杉窝煤矿位于长坪~杨岐山复式向斜的东段,基本构造形态为一个被一组走向正断层破坏的向斜构造。

a、褶区

前古塘向斜是杉窝煤XX范围的主要褶曲构造,杉窝煤XX范围位于该向斜的东段。

前古塘向斜是被一组走向正断层破坏的向斜构造,向斜轴向N62E,向斜轴面向南东方向倾斜;北西翼地层倾角50°~60°;南东翼倾角50°~85°,局部具倒转现象,向斜轴部地层为安源组三丘田段,两翼地层依次为安源组三家冲段、安源组紫家冲段,安源组地层的沉积基底为三叠系下统大冶组地层。

由于受F1、F2走向正断层的破坏,平面上向斜南东翼三家冲段地层重复,出露变宽;北西翼三家冲段和部分紫家冲段地层缺失,出露明显变窄。

b、断层

杉窝煤矿XX范围内主要发育一组基本上与地层走向一致的正断层。

洪水田—后古塘走向正断层(F1):

断层走向NE48°~NE56°,倾向南东,倾角60°~70°,地层断距西大东小,杉窝煤XX范围内地层断距约在50m左右。

河坑牛角窝走向正断层(F2):

断层走向NE45°~NE55°,倾向南东,倾角65°~75°,地层断距约100m,出露于杉窝煤矿XX北西角,与F3断层相交。

牛脑壳—大婆山走向正断层(F3):

断层走向NE50°,倾向南东,倾角75°,断层落差约150m。

F3断层使得杉窝煤矿XX范围在向斜北翼含煤地层平面上,剖面上均出现缺乏,尤其是对安源组紫家冲段上部地层破坏较大,使向斜北翼中部砾岩之上的4、5、6煤层沿走向出露不连续,剖面上被断开。

c、岩浆岩

杨岐XX南侧万杉窝处见有小型煌斑岩脉侵入三叠系下统大冶组地层中,在杉窝煤矿XX范围内未发现有岩浆岩侵入煤系地层,未发现该岩体对煤层和煤系地层有破坏作用。

综上所述本XX构造复杂程度应属中等。

E、煤层及煤质

a、煤层

XX范围主要含煤地层有三叠系上统安源组三丘田段(T3a2)、三叠系上统安源组紫家冲段(T3a1)。

本矿井范围三丘田段仅含不可采薄煤层,主要含煤地层为三叠系上统安源组紫家冲段(T3a1),出露于杉窝煤矿XX南部、西部,主要为深灰色粉砂岩夹灰黑色泥岩,灰色石英砂岩,燧石岩屑,中细角砾岩,夹煤层、炭质泥岩组成,产大量植物化石,平均厚度204.16m。

紫家冲段含煤地层可分为9层。

(1)、三家冲段底至6煤顶,厚8.93~46.55m,平均32.99m。

深灰色粉砂岩夹灰黑色泥岩,夹1~4层细砂岩,顶部多为灰色砾岩,6煤为局部可采煤层厚0~1.40m,平均0.57m。

(2)、煤底至5煤层顶,厚11.22~40.77m,平均30.33m。

深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩为主,夹一层灰色石英细砂岩或中砾岩。

5煤厚0~1.27m,平均0.53m,见有零星可采点。

(3)、煤层底至4煤层顶,厚12.39~78.77m,平均43.05m。

灰黑色粉砂岩为主,夹1~6层灰色石英细砂岩及一层中砾岩。

4煤层厚0~1.73m,平均厚0.69m,为局部可采煤层。

(4)、4煤层底至中部砾岩顶,厚5.14~28.00m,平均13.13m。

以灰黑色、深灰色粉砂岩为主,夹灰黑色泥岩,夹砂质条带及薄层细砂岩。

(5)、中部砾岩,厚1.53~39.14m,平均12.05m。

灰色、深灰色细~中角砾岩,砾石成分以燧石为主,次为石英、硅质岩屑,砂岩屑,硅质胶结,夹薄层粉砂岩。

为辅助对比标志层。

(6)、中部砾岩底至3煤顶,厚15.72~31.18m,平均22.56m。

深灰色粉砂岩,夹泥岩、细砂岩。

3煤厚0.30~2.36m,本区平均1.5m。

为全区大部分可采煤层。

(7)、3煤底至2煤顶,厚6.56~35.19m,平均16.85m。

以深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩为主,夹一层灰色石英细砂岩或砾岩。

2煤层厚0.30~1.80m,本区平均0.81m,为本区主要煤层,局部可采。

(8)2煤底至1煤顶,厚6.34~27.21m,平均14.65m。

1煤一般为炭质泥岩为主夹煤线,一般厚0.50m。

(9)1煤底至大冶组顶,厚6.34~23.45m,平均14.90m。

灰色粉砂岩,含鲕粒细砂岩及砂质粉砂岩组成,产大量植物化石。

其中本矿井主要可采煤层为2煤、3煤。

2煤为杉窝煤矿主要可采煤层,该煤层位于紫家冲段下部,与3煤层间距6.56~35.19m,平均16.85m,煤层顶底板均为深灰色、薄层状粉砂岩,煤层结构简单,较稳定,煤厚0.30~1.80m,平均1.51m。

3煤为杉窝煤矿主要可采煤层,该煤层位于紫家冲段中下部,上距中部砾岩底界15.72~31.18m,平均22.56m,与4煤层的间距为47.74m,煤层顶底板均为深灰色薄层状粉砂岩,煤层结构简单,较稳定,煤层厚度0.30~2.36m,平均1.5m。

(b)、煤质

肉眼观察为深灰至灰黑色,具似金属光泽,条痕深黑色,以粉煤为主,少量块煤,断口参差状,宏观煤岩组分以亮煤为主,少量暗煤、镜煤、宏观煤岩类型为半亮至光亮型。

原煤煤质资料见表。

煤层煤质分析结果表:

煤层编号

水份Mad

(%)

灰份Ad

(%)

挥发份Vdaf

(%)

全硫St,d

(%)

发热量Qnet,d

MJ/kg

3煤

2煤

1.33

12.77

6.94

0.75

31.29

(c)、煤的工业牌号及利用方向

通过鉴定,2号煤层属低中灰分、低硫分、特高热值煤;3号煤层中灰分、低硫分、高热值煤。

2、3号煤类均为无烟煤。

主要作民用燃料,块煤可作合成氨原料。

F、水文地质

a、地表水系

杉窝煤矿XX属低山丘陵地貌。

山势陡峭,地形相对高差大,XX范围内最大相对高差559.5m,地表植被茂盛,冲沟发育。

XX范围内无地表水体,在开采范围以东500m处,建有前古塘水库,坝址海拔高程630m,最大水面0.054km2,库容25万m3,汇水面积1.5km2,对杉窝煤矿开采范围无影响。

b、含水层

(1)、第四系孔隙含水层,灰色至杂色坡积物、残积物,由砾石、砂土、亚砂土、亚粘土组成,厚0~10m,含水微弱,主要为孔隙自由水,局部具承压性质,有泉水出露,但旱季多干涸,受大气降水补给,地下水动态随季节变化较大,一般对煤矿的生产影响不大。

(2)、、中部砾岩裂隙含水层:

紫家冲段中部砾岩,以杂色中角砾岩为主,夹粗砂岩及粉砂岩,含孔隙,裂隙水,厚1.53~39.14m,走向变化不大,沿倾向往深部有变薄的趋势,含水性差,在井下巷道中有滴水现象。

C、隔水层

(1)、三家冲段隔水层:

岩性以灰黑色泥岩为主,含少量粉砂质泥岩,夹薄层细砂岩,岩性致密,裂隙少,不含水,不透水,位于主要煤层的上方,总厚272.20m,是良好隔水层。

(2)、三叠系下统大冶组隔水层:

由灰黄~灰绿色硅泥质灰岩,板状泥岩组成厚约300m,是三叠系上统安源组含煤地层的沉积基底,是良好隔水层。

d、矿坑充水条件

(1)大气降水:

是杉窝煤矿矿坑充水的主要因素,矿坑涌水量与大气降水有很强的相关性,矿坑涌水量随大气降水的变化而变化。

雨季矿坑涌水量可以是旱季的3~5倍。

(2)老窿采空区水:

由于老窑采空区多与地表连通,大气降水很容易沿采空区顶部裂隙进入井下,部分采空区、老窿形成了含水体,是矿坑充水的重要因素。

(3)中部砾岩裂隙水:

中部砾岩厚度不大,含水较弱,对矿坑充水影响不大。

e、断层导水性

杉窝煤XX范围内发育一组走向正断层,断层断距(落差)不大,末发现这组走向正断层有连通区域含水层的迹象。

总上所述,杉窝煤XX范围内水文地质条件中等,大气降水为主要的矿坑充水因素,由于XX范围内老窑开采历史悠久,老窑开采深度不明,采空区、老窿可能形成较大的含水体,是煤矿生产的一大隐患,因此,在煤矿生产过程中,要加强探放水工作,尤其是生产巷道接近老窿和开采边界,要采取必要的安全措施。

f、预计矿坑涌水量

根据矿井储量地质报告提供的资料,本区矿坑涌水量为:

正常涌水量为10m3/h,正常涌水量为15m3/h,在扩界后的范围内设计采用比拟法估算+270m水平开采区的涌水量。

计算公式为Q=Q0×

式中:

Q0(目前水量):

正常涌水量10m3/h

最大涌水量15m3/h

F0(杉窝煤矿目前开采平面积)=63640m2;

F(杉窝煤矿+270m以上储量计算平面积)=116480m2;

计算结果:

Q正常=Q=10×

=13.5m3/h

Q最大=Q=15×

=20.3m3/h

考虑受深部断层的影响,矿井水量可能有所增加,设计按照正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为25m3/h。

g、矿井水文地质类型

根据矿井储量报告及矿井水文地质类型划分报告,设计认为本XX水文地质勘探类型为二类二型,即以裂隙充水为主的水文地质条件中等类型的矿床。

综上所述:

地质报告及矿井水文地质类型划分报告,认为本区为直接含水层含水空间特征及直接含水层的富水性、补给条件,本XX水文地质条件为中等。

设计结合矿井地质报告及水文地质类型划分报告综合分析,本区水文地质条件中等,大气降水为主要的矿坑充水因素,由于XX范围内老窑开采历史悠久,老窑开采深度不明,采空区、老窿可能形成较大的含水体,是煤矿生产的一大隐患,因此,在煤矿生产过程中,要加强探放水工作,尤其是生产巷道接近老窿和开采边界,要采取必要的安全措施。

G、瓦斯

2009年XX杨岐乡杉窝煤矿进行了瓦斯等级鉴定,鉴定结果见表3-2-1。

矿井未进行煤层瓦斯含量、瓦斯压力及煤层透气性等测定,揭煤后应尽快进行瓦斯等级煤层瓦斯含量、瓦斯压力等进行测定。

杉窝煤矿瓦斯等级鉴定结果表

年度

CH4绝对涌出量

(m3/min)

CH4相对涌出量

(m3/t)

CO2相对涌出量

(m3/t)

瓦斯等级

批复单位或文号

2009

2.02

19.66

26.50

高瓦斯

赣煤行管字[2009]170号

H、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性

根据江西正源矿用设备安全监测站2010年9月鉴定,2、3号煤层煤尘无爆炸性,自燃倾向性为不易自燃,鉴定结论见表3-2-3。

该鉴定结果未标明取样地点、取样表高等,矿井新水平揭煤后应重新取样进行煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定。

杉窝煤矿煤层鉴定资料表

煤层编号

Mad

(%)

Ad

(%)

Vdaf

(%)

TR(t/m3)

St,d

(%)

火焰长度

吸氧量(ml/g·干煤)

爆炸

自燃倾向性

3号

1.84

20.70

4.85

1.90

0.63

0

1.11

无爆炸性

不易

自燃

2号

2.44

29.75

4.71

1.98

0.53

0

1.30

无爆炸性

不易

自燃

I、煤层顶底板

杉窝煤矿XX范围内主要煤层顶底板均为粉砂岩,较致密,中等到硬度,煤巷容易支护、维修,垮塌冒落现象不多,在原“报告”中304孔施工发现距3煤顶1.80m以上有2m左右泥岩岩芯比较破碎,与靠近F2断层有关。

综上所述,XX工程地质条件属简单。

J、地温

杉窝煤矿XX范围内未见地温异常现象,与邻区对比,恒温带温度18.16℃,地温梯度为1.82℃/100m,属正常地温区。

三、施工准备工作

1、技术准备工作

A、组织工程技术人员认真学习贯彻《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计说明书》、《XX杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计安全专编》等有关规程规范。

B、组织工程技术人员和施工单位共同编制单项工程施工作业规程、措施。

C、工程技术人员要保证做好施工图的供应。

D、测量利用原有的测量基点和井筒十字桩及其现有巷道坐标资料。

2、工程准备

A、场地平整

利用现有的工业广场具备施工条件,不需要较大的平整工作。

B、供电

利用矿现有10/0.4kV变电所,供主扇、绞车、压风机、水泵等电气设备用电。

C、供水

利用矿现有的生活、工业用水。

D、地面排水

地面排水利用现有的地面排水系统。

E、临建设施

利用矿现有的设施,不再建设新的设施。

F、通讯

利用矿现有的程控电话交换机,负责井口、各车间及办公室、井下的通讯联络。

G、测量

利用原有的测量基点和井筒十字桩及其现有巷道坐标资料。

3、物资准备

A、掘进工作面所需要的设备

掘进工作面设备配置表(每个掘进面)

序号

设备名称

型号

主要技术参数

单位

使用

备用

合计

1

凿岩机

YT-28

3

6

9

2

局部通风机

BDJ58-2-型

风量210—342m3/min

1

1

2

3

探水钻

TXU-75

额定电压660/380v、N=4KW

1

1

2

4

发爆器

MFB-100

每次引爆电雷管100发

1

1

2

5

潜水泵

65QUF35-7-2.2

流量6.5m3/min,扬程19.5m,功率2.2kw

1

1

6

风钻

7655型

流量4.5m3/min

1

1

2

7

喷浆机

PC6小型

流量3.5m3/min,0、4kw

1

1

8

锚杆机

2

2

4

9

防突钻机

MYB—75型

电压660V,7.5kw,钻孔深度75m

1

1

2

10

轻轨

15公斤/m

5

2

7

B、掘进工作面所需要的材料

序号

品名

规格

单位

数量

1

锚杆

1.7m

20

2

树脂

0.5

3

水泥

100

4

河沙

400

5

钢筋网

10

6

速凝济

5

注:

各类物资为3个月的需用量。

C、各类辅助材料

序号

品名

规格

单位

数量

1

铁丝

8#、12#

1

2

道钉

0.5

3

夹版

100

4

风筒

200

5

木材

m3

20

6

道木

200

4、劳动力准备

A、安全劳动定员

采用“四、六”工作制度,即每天分为四班,每班工作时间为六小时。

本矿井将以"高起点、高标准、高效率、高效益"的设计原则,建成一个技术先进、安全可靠、效益良好的矿井,矿井生产机构设置采用扁平化管理模式。

本报告初步确定组织机构基本架构为,1个采煤队、2个掘进队、1个机电运输队。

井下生产工人工作制度为“四、六”制,地面工人及管理人员工作制度为“三、八”制。

劳动定员表见表

矿井劳动定员表

人员类别

各班出勤人数

合计

在籍

系数

在籍人数

(人)

一班

二班

三班

四班

一、矿井

1

原煤生产工人

15

13

17

17

1.3

80

井下配合工人

9

7

7

7

30

1.3

38

地面工人

6

6

4

20

1.25

25

2

管理人员

4

4

3

11

1.2

13

原煤生产人员合计

24

3

服务人员

9

5

5

19

1.4

26

4

其他人员

5

3

3

11

1.4

15

人员合计

48

38

39

24

156

197

矿井安全劳动定员主要包括安全管理、安全检查、安全监测、安全救护等专职人员,按岗位本矿井共需安全劳动定员83人。

其中:

安全专职人员68人,安全管理人员15人;生产中可根据实际的安全人员需求做相应调整。

本煤矿安全专用工程设施劳动定员包括:

a、矿井通风、粉尘检测专职人员;

b、矿井防尘、防爆、隔爆工程设施操作、维护专职人员;

c、矿井安全装备和仪器仪表保管、维护、收发专职人员;

d、矿井安全监测监控系统巡视、维护专职人员;

e、井上、下消防材料库(硐室)材料、器材发放、保管专职人员;

f、瓦斯抽放工程人员;

g、瓦检员;

h、安检员;

i、防突人员;

j、防灾工程人员;

k、防灭火人员

l、井口急救站医护人员

m、特殊电工。

o、放炮员;

p、绞车工;

q、技术人员;

r、辅助矿山救护队员。

矿井安全劳动定员表

序号

工种或岗位

定员人数

在籍系数

在籍人数

一班

二班

三班

合计

安全专职人员

1

通风、粉尘检测人员

1

1

1

3

1.3

4

2

防尘、防爆、隔爆工程设施操作、维护人员

1

1

1

3

1.3

4

3

安全装备和仪器仪表保管、维护、收发人员

1

1

1

3

1.3

4

4

安全监测监控系统巡视、维护人员

1

1

1

3

1.3

4

5

井上、下消防材料库材料、器材发放、保管人员

1

1

1

3

1.3

4

6

瓦斯抽放工程人员

2

2

2

6

1.2

7

7

瓦检员

1

1

1

3

1.3

4

8

安检员

1

1

1

3

1.3

4

9

防突人员

2

2

2

6

1.2

7

10

防灾工程人员

1

1

1

3

1.3

4

11

防灭火工程人员

2

2

2

6

1.2

7

12

井口急救站医护人员

1

1

2

1.5

3

13

电工

1

1

1

3

1.3

4

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