整理4104高档普采工作面作业规程doc.docx
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整理4104高档普采工作面作业规程doc
山西吕梁中阳付家焉煤业有限公司
回采工作面作业规程
编号:
普采[2014]01号
煤层编号:
4#
工作面名:
4104高档普采工作面
规程编制:
采煤队长:
总工程师:
矿长:
编制时间:
2014年月日
附图:
附图一:
工作面煤层综合柱状图…………………………………………………………95
附图二:
回采工作面巷道布置图…………………………………………………………96
附图三:
回采工作面采煤机进刀方式示意图……………………………………………97
附图四:
回采工作面支护布置图…………………………………………………………98
附图五:
回采工作面运输系统示意图……………………………………………………99
附图六:
通风系统示意图…………………………………………………………………100
附图七:
回采工作面监控系统布置示意图………………………………………………101
附图八:
回采工作面防尘供水系统示意图………………………………………………102
附图九:
回采工作面压风管路设施布置示意图…………………………………………103
附图十:
回采工作面排水系统示意图……………………………………………………105
附图十一:
回采工作面机电设备布置图…………………………………………………106
附图十二:
回采工作面供电系统图………………………………………………………107
附图十三:
回采工作面通讯系统示意图…………………………………………………108
附图十四:
回采工作面避顶板路线示意图………………………………………………114
会审单
编制人
采煤队
机运工区
通风工区
调度室
技术科
生产调度中心
安全指挥中心
通风副总
地测副总
生产矿长
安全矿长
机电矿长
矿长助理
总工程师
第一章概况
第一节工作面位置及井上下关系
工作面位置及井上下关系见表1。
表1工作面位置及井上下关系
工作面名称
4104回采工作面
地质储量
106124t
地面标高
+971-+1105m
井下标高
+722-+771m
地面相
对位置
4104工作面位于井田的东北部,地面主要为耕地、荒地,地貌属丘陵地带,地表均被黄土覆盖。
回采对地面设施的影响
工作面对应地面无建筑村庄、河流、主要公路及构筑物,回采推进会对地面造成裂隙、滑坡、塌陷等现象,对局部耕地有一定影响。
井下位置及与四邻关系
其东面为4号煤旧采空区,西面为未开采的4103工作面、北面为实体(属不可采区)、南面为轨道上山、皮带上山、回风下山。
走向长度
平均533m
块段倾斜长度
152m
面积
81016㎡
第二节煤层
工作面煤层情况见表2。
表2煤层情况表
平均采高/m
1
煤层结构
简单
煤层倾角/(°)
5—17
开采煤层
4#
煤种
廋煤
稳定程度
不稳定
煤层情况
描述
该地段煤层结构简单、煤容重1.37t/m,煤层平均厚度1米,倾角5—17°左右。
第三节煤层顶底板
4104工作面顶、底板情况见表3
表3煤层顶底板情况表
顶底板煤层名称
岩石名称
厚度/m
特征
基本顶
细砂岩
4
灰白色,主要成分:
石英、长石,次为岩屑,块状,硅质胶结,局部见砂岩条带,偶见黄铁矿薄膜,硬度系数f=6-7
直接顶
粉砂岩
0.8
浅灰色,块状,泥质胶结,具裂隙,充填方解石,局部夹细砂岩条带,含云母碎片,f=5-6
伪顶
炭质泥岩
0.4
黑色,泥质结构,性脆,易碎,参错状断口,偶见黄铁矿薄膜f=3
直接底
粉砂岩
2.5
浅灰色,块状,泥质胶结,具裂隙,充填方解石,局部夹细砂岩条带,含云母碎片,f=5-6
基本底
砂质泥岩
3
灰色,裂隙较发育,含云母碎片及植物化石,f=3
附图一:
工作面煤层综合柱状图。
第四节地质构造
一、断层情况及其对回采的影响
该工作面整体地质构造以单斜为主。
工作面见两条落差为0.8米走向96°倾向186°倾角60°和落差为2.0米走向93°倾向3°倾角75°的正断层,局部裂隙发育处顶板将较破碎。
煤层受构造应力影响,发生错段;断层带附近围岩破碎,应加强支护。
二、其他因素对回采的影响
在本工作面范围内没有陷落柱、火成岩侵入的岩墙、岩床等构造。
第五节水文地质
一、水文情况
(一)井田范围内主要含水层
1、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层
2、石炭系上统太原组岩溶裂隙含水岩组,属弱-中等富水含水层。
3、(三)二叠系碎屑岩类砂岩裂隙含水层,单位涌水量12号孔为0.0008L/s·m,20号孔为0.0022L/s·m,渗透系数12号孔为0.0028m/d,20号孔为0.012m/d,该含水层不连续,富水性弱。
4、第四系、上第三系孔隙含水层,第四系中、上更新统出露高,补给条件差,含水层连续性差,基本属透水不含水层。
(二)井田范围内主要隔水层
1、山西组隔水层
山西组5号煤以下至太原组L5灰岩之间是以泥岩为主,砂、泥岩互层的一套地层,厚度13.00m左右,连续稳定,其中泥岩、粘土岩隔水性好,可视为山西组与太原组之间良好的隔水层。
2、本溪组隔水层
本溪组平均厚35.33m,岩性主要为泥岩、铝土岩、粉砂岩和砂岩,该组有时夹薄层石灰岩或薄煤层,其中泥质岩隔水性能好,在区域内稳定,是良好的隔水层。
二、涌水量
该工作面掘进过程中充水来源主要为顶板砂岩裂隙水,涌水量较小,表现为淋水、滴水。
预计工作面正常涌水量为2m³/h,最大涌水量约6m³/h。
第六节影响回采的其他因素
一、影响回采的其他地质情况(表4)
表4影响回采的其他地质情况表
瓦斯
瓦斯绝对涌出量:
2.4m3/min,
CO2
二氧化碳绝对涌出量:
0.05m3/min,
煤尘爆炸性
具有爆炸性
煤的自燃倾向性
Ⅱ级自燃
地温危害
无
冲击地压危害
无
二、冲击地压和应力集中区
无冲击地压危险和应力集中区。
第七节储量及服务年限
一、储量
(一)工作面工业储量
工作面平均走向长度为533m,倾斜长度152m,煤层平均厚度1m,密度1.37t/m3,则工业储量为110991t。
(二)工作面可采储量
工作面可采走向为493m,工作面切眼长度152m,煤层厚度1m,密度1.37t/m3,则可采储量为102662t。
Q=(493×152×1×1.37)t=102662t
二、工作面服务时间
服务时间=可采长度/月设计推进长度=493/(2.4×28)=7.3(月)
第二章采煤方法
该面采用走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板的高档普采工作面,采用双滚筒采煤机割煤。
平均采高为1m,(最小采高0.7m,最大采高1.4m)截深0.6m。
特殊情况及时制定相应的安全技术措施。
第一节巷道布置
一、工作面设计、巷道布置概况
该工作面位于我矿运输下山、轨道上山北侧,该工作面沿走向布置。
二、工作面运输顺槽
运输顺槽:
宽4.6m,高2.3m,净断面积10.58m2;采用锚网+索进行支护,锚索间排距1.6m*1.6m,锚杆间排距0.8m*0.8m。
三、工作面轨道顺槽
回风顺槽:
宽3.2m,高2m,净断面积6.4m2;采用锚网+索进行支护,锚索间排距1.6m*1.6m,锚杆间排距0.8m*0.8m。
四、工作面切眼
切眼:
净断面规格为5×2.1m,采用锚网+索进行支护,锚索间排距1.6m*1.6m,锚杆间排距0.8m*0.8m。
附图二:
回采工作面巷道布置图
第二节采煤工艺
一、采煤工艺顺序:
交接班→→双滚筒采煤机割煤→刮板输送机运煤→挂顶网→移梁→打临时柱清煤→推移刮板输送机→打正规柱→回切顶排支柱放顶
二、循环工艺:
1、本工作面采煤机的进刀采用工作面端部斜切进刀的方式。
2、斜切进刀段长度为15m,进刀深度600mm。
3、正常割煤时,采煤机以3m/min的速度向上(下)割煤,直至割透上(下)端头煤壁。
4、采煤机正常割煤采用前滚筒割顶煤、后滚筒割底煤装余煤的方式进行。
5、割煤后及时移π型钢梁管理顶板,
6、推溜方式采用单体支柱顶进行顶溜,正常推进时顶溜滞后割煤10~15m进行。
7、推溜后,按柱距、排距及时打设正规柱。
8、回掉老塘侧单体支柱放顶。
9、工作面在推进过程中,工作面斜长增加超过0.7m增加一对π型梁支柱,增加1.5m接长煤溜一节。
三、端部斜切进刀方式
进刀方式(图2-1表2-1)
进刀方式说明:
(表2-1)
序号
说明
A
下滚筒下降到底板,上滚筒上升
B
上行进入直线段停机、下滚筒上升上滚筒下降,移溜子
C
煤机下行割三角煤至顺槽
D
前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤
四、回采工艺
1、割煤准备
在割煤前,首先对工作面的支柱、顶板、煤帮、通风、瓦斯、安全出口和采煤机进行安全检查,发现问题及时处理。
2、割煤、装煤
1)正常割煤时,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤。
在采煤过程中,采煤机滚筒旋转方向10米范围严禁无关人员进入,严禁滚筒扬起煤矸伤人。
2)采煤机割煤过程中,司机必须紧跟采煤机进行操作,并随时注意滚筒的工作情况,严防滚筒甩出大块煤矸伤人。
3)采煤机割煤过程中,采煤机前后10米范围内严禁有人与采煤机割煤无关的作业。
4)采煤机上行过程中掉落下的大炭块、大矸石等情况下要停机、封锁开关,摘开滚筒离合器。
隐患进行处理完毕后,方可开机正常进行作业。
5)采煤机割机头机尾三角煤时,除司机外其他作业人员都要站在安全地点。
6)经常注意顶底板、煤层、煤质变化和刮板输送机载荷情况,随时调整牵引速度和截割高度。
7)工作面要保证“三直一平两畅通”,保证工作面的支护效果和工程质量。
8)采煤机滚筒旋转时,煤被滚筒上的截齿破碎下来,并由螺旋叶片装入刮板输送机,少量在推溜时被铲煤板装入溜内。
9)极少量散落在人行道的浮煤,由人工装入刮板输送机内。
3、挂顶网、移梁、推溜
1)采煤机割煤后,要及时移梁,移梁与采煤机后滚筒的距离一般为15m。
如因顶板较差、空顶面积大、支护不到位,防止长时间空顶等情况煤壁侧及时打设戴帽贴帮柱,防止冒顶和片帮。
2)移梁前必须对移梁安全情况进行全面检查,清理好退路。
必须制定有经验的专人观察顶板。
3)在π型钢梁上铺设好金属网升起单体支柱,π型钢梁与π型钢梁之间穿勾板将金属网贴实顶板,顶网应铺平铺展,紧贴顶部,网与网搭接紧密,每相隔200mm及时用细铁丝扎牢拧紧。
4)移梁后要及时打临时支柱。
每个立柱都必须打足初撑力。
因局部底软不能打足初撑力时,要穿鞋。
5)工作面利用单体支柱进行移溜,移溜时要滞后采煤机后滚筒15m,推移要在输送机运转中进行,溜子移过后,水平弯曲不超过3°。
推溜时由班长指挥,煤帮侧机头和机尾附近的人员必须撤离,可弯曲刮板输送机与单体支柱,二者必须固定好,严禁脱节移溜。
6)移溜前应首先检查支护情况,特别是机头、机尾的支护是否完好整齐,如不符合规定,应先处理后移溜。
7)确定支护良好后,将溜子机头至机尾浮煤清理干净开始推溜。
8)移溜应按顺序移溜,配备至少三组同时作业,推移过程中,要保持最小弯曲段长度不小于15m,严禁出现急弯,严防倒柱伤人。
4、打正规柱
1)在靠近刮板输送机100mm侧打柱,排距600mm。
柱距700mm,每根柱必须达到初撑力,支柱中心距偏差不超过100mm,排距不超过误差±50。
2)有局部底软不能打足初撑力时,单体液压支柱必须穿鞋,严格控制支柱底量。
4)注液时,必须将注液口的脏物冲净,避免将脏物带到阀内(脏物进入千斤顶、立柱和阀内是造成泄露的主要原因之一)。
要保持液压柱三用阀垂直与煤壁,液压枪使用后挂在第二排控顶单体支柱手把上。
5、回柱放顶
1)顺序:
由下向上,间距不少于15m。
2)放顶时,回柱人员要站在完好的支柱下,使用卸载手把,不准用其它工具代替,将单体柱卸压后回出。
3)放顶时,所回出的支柱重新打在工作面下一排切顶排对梁与对梁(短梁)之间,打设的二颗戴帽切顶点柱与老塘侧正规柱对齐平均分配,柱帽规格:
长×宽=0.4×0.1×0.15m.
4)工作面支护剩余的单体支柱全部打设在切顶排全承载。
6、运煤方式
工作面落煤—工作面刮板输送机—4104运输顺槽刮板输送机—4104运输顺槽胶带输送机—运输大巷皮带输送机—4号煤仓—主斜井皮带输送机—地面。
第三节设备配置
工作面使用MG100/245-BW型采煤机割煤,选用单体液压支柱配合π型梁网支护,使用SGB630/220型刮板输送机运煤。
表5回采工作面主要机械配备
序号
设备名称
设备型号
主要技术参数
数量
备注
1
采煤机
MG100/245-BW
液压传动截深0.6m
1
电压1140v
2
工作面刮板机
SGZ-630/220
两台110kw电机
1
3
超前刮板机
SGW-620/40T
40kw电机
1
4
运输皮带
SPJ-800
40kw电机
1
钢管皮带
5
乳化液泵
BRW200/31.5
压力31.5MPa
2
配X10RX水箱
6
绞车
11.4kw
6
附图四:
4104回采工作面设备布置图
第三章顶板控制
第一节支护设计
一、支护设备选型
(1)采用经验公式计算:
Pt=9.8hγk=9.8×1.4×2.5×8=274KN/m2式中
P——工作面合理的支护强度,kN/m2;
h——最大采高,1.4m;
γ——顶板岩石重力密度,2.5t/m3;
k——工作面支柱应支护的上覆的上覆岩层厚度与采高之比,一般为4~8,该处取8
选取274KN/m2,即为工作面合理支护强度。
3.支柱实际支撑能力计算:
Rt=kgkzkbkhkaR=212kN
式中Rt——单体液压支柱实际支撑力,kN;
Kg——工作系数,0.99;
Kz——增阻系数,0.95;
kb——支柱不均匀数,0.90;
kh——采高系数,1.0;
ka——倾角系数,1.0;
R——支柱额定工作阻力,250kN。
4.工作面合理的支柱密度计算:
n=Pt/Rt=1/a*b=274/212=1.3根/m2
5.根据合理的支柱密度,确定柱距。
a=1/n*b
式中a——工作面柱距,
n——支柱密度,1.3根/m2;
b——工作面排距,0.6m。
经计算得a=1.3m。
结合实际情况,a取0.7m。
6.选择合理的控顶距。
取最大控顶距4米,最小控顶距3.4米
二、选择支护材料
根据以上计算的支护强度,工作面间距、排距确定工作面选用1.8m、1.6m单体液压支柱+金属网(规格10米×1米)和2.6m的π梁支护顶板。
三、乳化液泵站设计
(一)泵站
泵站选在运输下山内安装一台PRW200/31.5型乳化泵,必须安放平稳,固定牢固,停放在顶板完整,无片帮、无淋水处。
(二)泵站使用规定
(1)坚持使用乳化液浓度配比仪,乳化液浓度必须保证2%~3%,曲轴箱内润滑油合格,油位在油位线之间,油槽内润滑合格,油绳放置合理,并有合格的过滤网。
(2)泵站压力表动作灵活,压力达到额定值,必须保证不低于18MPa。
(3)泵件、泵箱、液压管路无漏、串液现象。
(4)曲轴箱内温度不得高于50度不低于5度。
第二节工作面顶板控制
一、正常工作时期顶板支护方式
1、普通支护:
(1)支护材料:
1.6米、1.8米单体液压支柱、2.6mπ梁配12菱形铁丝网。
(2)支护形式及梁柱相对位置:
采用一梁二柱、错梁齐柱走向棚,支柱位置:
梁头距煤帮200mm,单体支柱距梁头为1200mm,距梁尾200mm。
(3)支柱排柱距及密度:
工作面支护排距0.6米,柱距0.7米,一梁二柱成对布置,同步梁间距0.7m,对梁间距0.35m,梁头相错0.6m,工作中交替逐步前移,移梁步距0.6米,三、四排柱管理顶板。
靠采空区侧在超前梁后0.6米处加点柱,与滞后同步梁形成间距0.35米的一排切顶密集柱,放顶步距0.6m,全部垮落法处理采空区。
最大控顶距4m最小控顶距3.4m
(4)工作面回采时顶板要铺金属网,联网时长边对接0.2米,短边搭接0.3米,用扎丝顺网边联一道,回料时支设切顶柱,防止窜矸入面。
(5)工作面伞檐长度大于1m时,其最大突出部分不大于150mm,伞檐长度在1m以下时,其最大突出部分不大于200mm,
2、备用材料:
料场设置在距工作面30-100米左右材料道一侧,必须做到所有材料上架管理,分类码放整齐,坑木塘材必须做到不变质不损坏。
表2—10备用支护材料
序号
名称
规格(型号)
单位
数量
1
单体支柱
工作面使用的
根
10%
2
π型梁
根
10%
3
背板
块
300
5
木垛料
1.6×0.2×0.15m
1.2×0.2×0.15m
根
各30根
6
半圆木
厚>12cm
根
不低于2方
3、工作面支护布置平面图(附图5)
(1)支护顺序
支护顺序:
割煤——挂网——移梁——移溜——支设支护——移设支护——回料(打切顶柱.全承载)
(2)支护要求:
A、煤机割煤前必须备齐支护材料,并先检查工作地点的支架,发现问题及时处理,当片帮超过0.2米时,要及时超前挂梁打临时支柱。
B、煤机割煤后,距煤机15米及时找顶挂梁,当顶板破碎时,要用半圆木接实顶板。
相邻支架梁头错距0.6米。
C、挂梁后,及时将输送机移至煤壁。
支设支柱当顶板松软支柱初撑力达不到90KN或支柱钻底量超过100mm时,支柱要穿鞋。
(3)支护标准
A、工作面要拉线任柱,任柱前必须仔细检查支柱的完好状况,坏梁坏柱严禁使用,单体三用阀(防飞阀)必须上紧,任柱注液时施工人员必须避开三用阀轴心方向,柱、排距均匀,其偏差不超过正负100mm,三用阀注液口一律沿工作面倾斜方向向下,支柱迎山有劲,迎山角2~3度。
B、支护现场组,煤机落煤后,要及时降柱挂好π梁,在梁上铺好金属网、支柱升足劲后清理浮煤。
煤帮侧第一排支柱应防倒。
其它严格按《煤矿安全规程》执行
二、回柱放顶与其他工序平行作业的安全距离
回柱放顶方法及回柱工艺:
采用全部垮落法处理采空区,人工回柱放顶。
回柱放顶顺序严格执行由下而上、由里向外的原则,回柱时采用由下而上依次分段作业,分段长度不小于15m,在分段交接处必须提前沿走向打好挡矸支柱,坚持先支后回,回柱时必须超前回柱6~7棚,并保持后路5.0M内畅通,放顶处用铁丝网挡在新打好的支柱处,防止大块矸石垮落后滚下伤人。
三、特殊时期的顶板控制
(一)来压及停采前的顶板控制措施
(1)在采煤过程中,必须检查并注意顶板及周围情况,若发现明显来压现象必须停止采煤工作,加强工作面支架的维护,适当加密工作面支架。
(2)回柱采空区顶板不垮落,其悬顶沿走向大于5m,要在该处及其上下各3m的范围内加打密集支柱。
当其悬顶长度大于l0m时,则在工作面悬顶段沿倾斜方向每5m架设一组密柱,每丛柱不得少于5根支柱;当悬顶段达15m时,每5m架设一个木垛,并及时报矿领导研究采取强制放顶措施,强制放顶时另行制定安全措施。
第三节运输顺槽、回风顺槽、及两端头顶板控制
一、工作面运输顺槽、回风顺槽的顶板控制
(一)超前支护
工作面运输、回风巷超前距不小于20m,对回风顺槽胶带顺槽至工作面10米范围内用三排单体液压支柱进行超前维护,在工作面10-20米范围内用两排单体液压支柱进行超前支护,在靠煤壁350mm处,沿顺两帮走向两边进行超前支护,回风顺槽采用2.6的∏型梁和2.5m单体液压支柱,胶带顺槽采用2.6的∏型梁和2.8m单体液压支柱,一梁三柱梁头对接超前支护,超前支柱梁柱必须成直线,超前支护巷道内支架要完整无损,其高度不得低于l.8m,宽度不小于0.8米。
超前支护段的顶锚杆一次卸压不得超过一天的推进米数。
在两顺槽靠采空区测打一排密柱,排距中-中200mm。
(二)运输巷、回风巷要加强支护与维修
若原巷道内顶板破碎,则在顶梁上每棚加放2根工字钢梁加强支护,工字钢梁长度与巷道宽度一致,如有局部冒顶处先打木垛接顶,然后进行超前支护,保证巷道内无空顶,假顶现象。
二、工作面端头支护
(一)支护形式
采煤工作面端头是指采煤工作面与工作面运输巷和工作面回风巷接合的部位,它包括工作面机头和机尾的设备区。
巷道端头区即巷道与工作面交叉部位,工作面前方支承压力影响区。
煤壁后方支承压力影响区。
工作面端头采用“四对八梁”支护,“四对八梁”主要支设于机头、机尾电机、减速机段,3.2米π梁,一梁四柱交错迈步支护,同步梁间距700mm,对梁间距200mm,对梁交错迈步距为600mm。
注:
1、机头、机尾“四对八梁”支护根据实际情况,梁间距可均匀布置。
2、端头切顶采用密集柱维护顶板。
密集柱靠落山,柱距300mm。
(二)质量要求
端头的特殊支护:
工作面机头、机尾开岔处使用4米的π梁两根,“一梁四柱”作为抬棚锁口梁。
托在刮板机头(尾)的电机上方,两钢梁间距0.2m,一梁4柱交替迈步前进,确保该处对顶板的有效支护,移工作面输送机机头时,撤除靠工作面侧的支柱,输送机移完后,及时补打单体液压支柱。
三、支护材料的使用数量和存放管理
备用支护材料数量及存放地点:
回风巷距工作面30~100m范围内必须经常存放有备用材料,备用数量见表2-10,以备抢险时急用,此材料不得随意使用,特殊情况经调度室同意后可以使用,但随用随补,严禁短缺。
工作面每日所需的材料等应根据工作面需用量每班运到。
并在回风巷内码放整齐,不得影响行人和运料。
运输巷、回风巷支柱的回撤:
工作面支柱均随工作面放顶进行回撤。
要求该支柱后方与工作面切顶线整齐。
两道的锚杆、锚索均要进行拆除,拆除锚杆、锚索进尺要与日进尺相符,回收的锚杆、锚索要码放整齐,回切顶支柱时,必须在护身支柱保护下远距离卸载,顶板垮落稳定后用长把钩取出棚柱。
为防止瓦斯积聚,工作面回风巷超前切顶线一排进行回撤,回撤后回风巷上帮以下4m范围的切顶线要加特殊支柱,以确保上出口行人安全。
第四节矿压观测
一、矿压观测内容
矿压观测主要内容有:
工作面支柱初撑力、工作阻力、顶板正常和来压期间的工作阻力、工作面上下两道内单体支柱工作阻力、工作面顶底板移近量、顶板下沉量、两道顶底板移近量等。
二、矿压观测方法
加强矿压观测,成立矿压观测小组,组长为采煤队长,成员:
三班跟班副队长。
观测小组必须做到以下要求:
(1)要求人员组织到位,培训到位,观测仪器落实到位。
(2)矿压观测人员每班测出的数据,由组长负责收集、整理,要及时将工作面情况向生产矿长、安全矿长、总工、技术科汇报,采取应急措施。
(3)观测人员要不定期对支柱抽查,发现支柱初撑力低,有权让现场作业人员进行二次补液,否则不准作业。
(4)观测人员发现支柱工作阻力达到额定阻力或有相当一部分支柱安全阀开启现象,提醒作业人员采取措施或撤离工作面,并向井长和调度室汇报。
第四章生产系统
第一节运输系统
一、工作面运煤系统:
工作面SGB630/220煤溜→4104运输顺槽(SGB-
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