瓦斯隧道安全技术培训教材111Word格式.docx
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浓度为1%时,呼吸感到急促;
浓度增加到5%时,呼吸感到困难,同时有耳鸣和血液流动很快的感觉;
浓度达10—20%时,呼吸将处于停顿状态和失去知觉;
当浓度高达20—25%时,人将中毒死亡。
洞内空气中二氧化碳最高允许浓度为0.5%。
3.一氧化碳(CO)
一氧化碳极毒。
是无色、无味、无臭的气体,微溶于水,易溶于氨水,与酸和碱不起反应,只能被活性炭少量吸附。
矿内爆破作业、发生火灾或瓦斯爆炸都能产生一氧化碳。
CO是一种对血液、神经有害的毒物。
CO随空气吸入体后,通过肺泡进入血液,并与血液中的血红蛋白结合。
CO与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200~300倍。
一氧化碳与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白,不仅减少了血球携氧能力,而且抑制、减缓氧和血红蛋白的解析与氧的释放。
CO对人的危害主要取决空气中CO的浓度和与人的接触时间。
表空气中C0浓度与人体反应的关系
空气中C0的浓度
ppm
接触时间
min
人体反应
50
100
250
500
1000
10000
150
120
90
60
5
国际通用标准
中度头病,眩晕
严重头痛,眩晕
恶心、呕吐、虚脱
昏迷
死亡
CO还可导致心肌损伤,对中枢神经系统特别是锥体外系统也有损害;
洞内无柴油机作业的空气中,一氧化碳最高允许浓度为0.0024%。
4.硫化氢(H2S)
硫化氢是一种无色、带有臭鸡蛋味的有毒气体,易溶于水。
洞内的H2S主要是由硫化矿物水化和有机物腐烂所产生的,有些岩石中也能释放硫化氢。
进人体内的H2S在肺泡内很快就被血液吸收,氧化成无毒的硫盐,但未被氧化的发生毒害作用。
H2S也很容易溶于粘膜表面的水分中,与钠离子结合成硫化钠,对粘膜有强烈刺激作用,可引起眼炎及呼吸道炎症,甚至肺水肿。
洞内空气中硫化氢最高允许浓度为0.00066%。
5.二氧化硫(S02)
二氧化硫为无色气体,具有强烈的硫磺气味及酸味,比空气的相对密度大,易积聚在隧道底部,易溶于水。
洞内含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中爆破都会产生SO2,含硫岩层也会涌出S02。
S02能被眼结膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收,刺激眼粘膜和鼻咽等粘膜;
在潮湿的矿内,能与空气中水分结合缓慢地形成硫酸H2SO4,使其刺激作用更强。
当空气中浓度为0.3~1ppm时,健康人可由嗅觉感知,使呼吸道轻度收缩。
洞内空气中二氧化硫最高允许浓度为0.0005%。
6.氨气(NH3)
氨气为无色和有剧毒的气体,易溶于水,对人体有毒害作用。
氨气主要在矿内发生火灾或爆炸事故时产生。
当其浓度达到0.01%时就可嗅到其特殊臭味。
洞内空气中氨气最大容许浓度为0.004%。
7.二氧化氮(NO2)
洞内空气中氮的氧化物主要是NO2,在高温下呈红褐色,有刺激性,易溶于水生成HNO3。
洞内进行爆破作业在炸药爆破时产生一系列氮的氧化物,在空气中被氧化为NO2。
由于NO2易溶于水生成HNO3,所以对眼、鼻腔、呼吸道有强烈的刺激作用,对肺组织起破坏作用,含量0.006%时,短时间内咳嗽,胸部发痛;
含量0.01%时,剧烈咳嗽、呕吐、神经系统麻木;
含量0.025%时,短时间内即可死亡。
洞内空气中二氧化氮最高允许浓度为0.00025%。
8.沼气(CH4)
沼气是一种无色、无味、无臭的气体,比空气的相对密度轻,难溶于水,扩散性较空气高1.6倍。
虽然无毒,但当浓度较高时,会引起窒息。
不助燃,但在空气中具有一定浓度并遇到高温(650~750℃)时能引起爆炸。
9.其它有害物质
洞内空气中除上述有害气体外,还含有其它一些有害物质,如粉尘、柴油烟等。
粉尘对人体的危害不能忽视,可以引起尘肺病。
2瓦斯危害及预防
1.瓦斯基本性质
瓦斯是指隧道施工过程中产生的各种有害气体的总称。
瓦斯来源一般包括:
第一是从煤层与围岩中涌入洞内的气体;
第二是施工中生成的气体,例如放炮的炮烟、内燃机排放的废气等;
第三是洞内物质氧化产生的气体。
不同来源的气体,具有不同组成和性质。
从安全的角度区分,属可燃可爆的气体有甲烷、一氧化碳、硫化氢等;
属有毒的气体有硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、氨气、氮氧化物等;
属窒息气体的有氮气、甲烷、二氧化碳等。
煤层中的瓦斯主要以甲烷为主,因此煤层瓦斯性质主要是甲烷的性质。
甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧或爆炸的气体;
比重比空气轻,具有强扩散性;
微溶于水;
遇火源时有燃烧和爆炸性,但不助燃;
它对人呼吸的影响同氮相似,可使人窒息。
例如,由于甲烷的存在冲淡了空气中的氧,当甲烷浓度为43%时,空气中相应的氧浓度即降到12%,人感到呼吸非常短促;
当甲烷浓度在空气中达57%时,相应的氧浓度被冲淡到9%,人即刻处于昏迷状态,有死亡危险。
2.瓦斯爆炸
2.1瓦斯爆炸概念
瓦斯爆炸是一种极其严重的灾害,一旦发生不仅造成人员的大量伤亡,而且破坏施工设备造成停产。
瓦斯爆炸实质上是指甲烷爆炸,甲烷的燃烧和爆炸是甲烷与氧气所进行的一种氧化反应。
燃烧为缓慢反应,爆炸为剧烈反应。
甲烷燃烧和爆炸是有条件的,条件如下:
⑴必须有高温热源或明火源引燃或引爆;
⑵甲烷浓度在5~16%时才具有爆炸性,这就是爆炸界限。
当浓度在9.5%时,爆炸危险性和爆炸威力最大;
⑶空气中氧的含量要高于12%,否则即使甲烷浓度在爆炸界限内,也失去爆炸性。
2.2瓦斯爆炸原因分析
在瓦斯隧道施工环境中,瓦斯爆炸的三个条件是:
氧浓度是满足的,只要瓦斯浓度和火源两条件同时具备,就会发生瓦斯爆炸。
⑴瓦斯积存
瓦斯积存的基本原因是瓦斯大量涌出,而对其冲淡的风量不足甚至停风。
越是靠近瓦斯涌出源区的超挖拱部瓦斯越容易产生积聚;
停风或供风不足时间越长瓦斯积存量越大;
瓦斯突出易产生瓦斯积存。
⑵引爆火源
引爆火源的主要参数是火源的点燃能量的大小、温度的高低和作用时间的长短,只要它们同时达到引爆值即可引爆。
洞内的引火源多种多样,现将一部分火源解释如下:
①明火火柴的明火焰温度高达1200℃;
香烟明火,吸烟时温度为650~800℃,香烟点燃未吸时温度为450—500℃;
电气焊、喷灯明火;
火灾明火等。
②炮火使用不合格炸药;
炮孔封泥不足或不严;
用可燃物做封炮眼填料,爆破火焰与赤热气体和微粒等都可引燃瓦斯。
③冲击、摩擦火源如金属器具冲击出火花;
坚硬顶板岩石冒落撞击出火花;
岩石与岩石、岩石与金属、金属与金属等之间的强力撞击与摩擦都有可能引燃瓦斯。
④电火花、电弧它们是常见的火源,如果设备的隔爆性能丧失或带电作业、照明电灯泡破碎时;
电焊作业、电缆与电路短路、蓄电池机车控制器防爆性能失效、以及杂散电流等都能产生足以引燃瓦斯的电火花与电弧。
⑤静电火花高电阻物体或处于电绝缘状态的物体在互相紧密接触后分离或摩擦时,产生静电是常见的现象。
⑶思想麻痹、管理松懈及违章作业
思想麻痹、管理松懈、违章指挥、违章作业、违犯劳动纪律、作业前后不检查瓦斯浓度或“漏检”等是发生事故的重要因素。
2.3瓦斯爆炸预防
⑴防止瓦斯积存与超限
所谓瓦斯积存是指局部(体积不超过0.5m3)瓦斯浓度超过2%的现象。
通风异常与瓦斯异常是造成瓦斯积存的根本原因。
防止瓦斯积存的措施是避免这些异常的发生,或者一旦出现异常,必须及时采取措施,在未造成事故或灾害之前,使其恢复正常;
如果经处理仍不能恢复正常,应将其控制在局部地点使异常局部化,并在异常区采取措施杜绝一切可能产生的火源或撤人,以策安全。
①通风异常的原因、类别和对策
临时停工的地点不得停风。
恢复已封闭的停工区时,必须首先排除其中积存的瓦斯。
排除瓦斯工作,应制定安全措施。
严禁在停风或瓦斯越限区进行机电、回收作业。
通风系统或通风设施的破坏或异常(如风门该关的未关,风道堵塞、通风管前接不及时等),都会造成局部或区域风量不足甚至无风,产生瓦斯积存。
因此出现这些异常必须及时采取措施恢复正常通风。
②瓦斯涌出异常的类别与对策
瓦斯突出时及其以后一段时间会涌出大量瓦斯,造成大面积(区域)长时间瓦斯超限与异常,为了防爆,在异常区必须及时采取措施,杜绝一切可能产生的火源,断电,恢复与加强通风、撤出人员,对灾区实行警戒等。
⑵严格瓦斯检查制度
严格执行瓦斯检查制度是及时发现和处理瓦斯超限、瓦斯积存和防止瓦斯事故的前提;
瓦斯检查员必须携带瓦斯检定仪进行瓦斯检查,每日应提交通风瓦斯日报,掌握瓦斯动态,发现问题,及时处理。
⑶防止瓦斯引爆的措施
防止瓦斯引火的原则是:
严禁和杜绝一切非生产火源;
严格管理和限制生产中可能发生的火、热源。
主要措施包括:
严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服入洞;
洞内严禁使用灯泡取暖和电炉,不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作;
3.瓦斯突出
煤矿地下采掘过程中,在很短时间内,从煤壁内部向采掘工作空间突然喷出煤与瓦斯的现象,称为煤与瓦斯突出,简称突出。
它是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象,它能破坏井巷设施,破坏通风系统,引起瓦斯爆炸与火灾事故,是煤矿最严重的灾害之一。
瓦斯隧道的揭煤施工属于石门揭煤,石门揭煤是最有利于瓦斯突出的条件。
大多数突出是有预兆的,它是突出准备阶段的外部表现。
预兆大体可分为三方面:
地压显现方面的预兆有,煤炮声、支架声响、掉碴、岩煤开裂、底鼓、岩与煤自行剥落,煤壁外鼓;
来压、煤壁颤动、钻孔变形、垮孔顶钻、夹钻杆、钻粉量增大、钻机过负荷等;
瓦斯涌出方面的预兆有,瓦斯涌出异常、瓦斯浓度忽大忽小、煤尘增大、气温与气味异常、打钻喷瓦斯、喷煤、哨声蜂鸣声等;
煤力学性能、与结构方面的预兆有,层理紊乱、煤强度松软或软硬不均、煤暗淡无光泽;
煤厚变化大、倾角变陡;
波状隆起、裙曲、顶底阶状凸起、断层、煤干燥等等;
3安全用电措施及防爆措施
一、安全用电措施
1、洞外按规定做到“三级配电二级保护”、“一机一箱一闸一漏”;
采用“三相五线制”,严格做到保护接地。
2、洞内瓦斯工区采用矿用移动变电站,配电变压器严禁中性点直接接地。
严禁由洞外中性点直接接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道内供电。
所有用电器都要进行可靠接地;
3、本工区内的局部通风机和开挖工作面的电气设备,必须装设风电闭锁装置。
当局部通风机停止运转时,应立即自动切断局部通风机供风区段的一切电源。
4、瓦斯工区所有配电屏采用QJZ型矿用防爆型智能化多回路真空组合开关,所有设备开关采用BKD型矿用防爆型真空开关;
5、瓦斯工区采用10KV高压电缆供电,动力采用380V,照明线路用专用变压器127V电压供电。
通信信号电压和作业地段照明电压采用36V以下安全电压。
所有电缆均采用不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。
6、电缆的敷设应符合下列规定:
①电缆应悬挂,悬挂点间的距离,在正洞、平行导坑和斜井内不得大于3m。
②电缆不应与风、水管敷设在同一侧,当受条件限制需敷设在同一侧时,必须敷设在管子的上方,其间距应大于0.3m。
③高、低压电力电缆敷设在同一侧时,其间距应大于0.1m。
高压与高压、低压与低压电缆间的距离不得小于0.05m。
7、电缆的连接应符合下列要求:
①电缆与电气设备连接,必须使用与电气设备的防爆性能相符合的接线盒。
电缆芯线必须使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接。
②在本工区内,电缆之间若采用接线盒连接时,其接线盒必须是防爆型的。
高压纸绝缘电缆接线盒内必须灌注绝缘充填物。
8、隧道内36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等,都必须有保护接地,其接地电阻值应满足下列要求:
①接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得大于2Ω;
②每一移动式或手持式电气设备与接地网间的保护接地所用的电缆芯线的电阻值不得大于1Ω。
9、为了防止雷电波及隧道内引起瓦斯爆炸,必须在:
①斜井洞口处装设避雷装置;
②斜井洞口附近将金属体进行不少于2处的集中接地;
③通信线路必须在斜井洞口处装设熔断器和避雷装置。
二、机械电气设备防爆规定
1、煤系地段工区的电器设备、作业机械均采用防爆型,其防爆安全性能必须经过专职人员检查,确认合格后方可进洞使用;
2、煤系地段工区配备两路电源并采用双电源线路,其电源线上不得分接隧道以外的任何负载;
3、机电设备应重点检查专用供电线路、专用变压器、专用开关、瓦斯浓度超限与供电的闭锁、局扇与供电的闭锁情况。
供电线路应无明接头,无接头连接不紧密或散接头,有漏电保护装置,有接地装置,电缆悬挂整齐,防护装置齐全等;
4、电动装碴、开挖等作业机械在操作中,防爆开关表面温度过高时应立即停止作业;
5、瓦斯隧道使用的机电设备,在使用期间,除日常检查外,尚应按规定的周期进行检查。
6、非防爆型行走机械严禁驶入煤系作业地段。
7、凡容易碰到的、裸露的电气设备及其带动机械外露的传动和转动部分,都必须加装护罩或遮栏。
8、本工区内的电气设备不应大于额定值运行。
低压电气设备,严禁使用油断路器、带油的起动器和一次线圈为低压的油浸变压器。
9、本工区照明灯具的选用,应符合下列规定:
①已衬砌地段的固定照明灯具,可采用EXdII型防爆照明灯;
②开挖工作面附近的固定照明灯具,必须采用ExdⅠ型矿用防爆照明灯;
③移动照明必须使用矿灯。
4电工安全操作规程
1、电工必须经有关部门培训考试合格后持证上岗。
2、瓦斯工区值班电工必须穿戴绝缘防护用品,所有操作必须先断电后操作,防爆接头及配电严格按规程操作。
3、认真遵守电业安全规程,按规定设计、安装、维护、检修高低压线路及一切用电设备,搞好接地接零保护,确保用电安全。
4、线路上禁止带负荷接电或断电,并禁止带电操作。
高低压设备及线路,应按施工设计及有关电气安全技术规程安装和架设。
5、有人触电,立即切断电源,进行急救;
电气着火,应立即将有关电源切断后,使用泡沫灭火器或干砂灭火。
6、电气材料或设备需放电时,应穿戴绝缘防护用品,用绝缘棒安全放电。
7、现场变配电高压设备,不论带电与否,单人值班不准超过遮栏和从事修理工作。
8、变配电室内、外高压部分及线路,停电作业时:
(1)切断有关电源,操作手柄应上锁或挂标示牌。
(2)验电时应穿戴绝缘手套、按电压等级使用验电器,在设备两侧各相或线路各相分别验电。
(3)验明设备或线路确认无电后,即将检修设备或线路做短路接电。
(4)装设接地线,应由二人进行,先接接地端,后接导体端,拆除时顺序相反。
拆、接时均应穿戴绝缘防护用品。
(5)接地线应使用截面不小于25mm2多股软裸铜线和专用线夹,严禁用缠绕的方法,进行接地和短路。
(6)设备或线路检修完毕,应全面检查无误后方可拆除临时短路接地线。
9、用绝缘棒或传动机构拉、合高压开关,应戴绝缘手套。
雨天室外操作时,除穿戴绝缘防护用品外,并有人监护。
严禁带负荷拉、合开关。
10、电气设备的金属外壳,必须接地或接零。
同一设备可做接地和接零。
同一供电网不允许有的接地有的接零。
11、电气设备所有保险丝的额定电流应与其负荷容量相适应。
禁止用其他金属线代替保险丝(片)。
12、施工现场夜间临时照明电线及灯具,一般高度应不低于2.5m,易燃、易爆场所应用防爆灯具。
照明开关、灯口、插座等,应正确接入火线及零线。
13、工地照明尽可能采用固定照明灯具,移动式灯具除保证绝缘良好外,还不应有接头,使用时也要作相应的固定,应放在不易被人员及材料,机具设备碰撞的安全位置,移动时,线路(电缆)不能在金属物上拖拉,用完后及时收回保管。
14、严禁非电工人员从事电工作业。
5施工通风
1.施工通风概念
施工通风是预防和治理瓦斯隧道瓦斯灾害,实现安全生产的基本手段。
隧道内,由通风机将新鲜空气送到各用风地点,以供人员呼吸,同时排除和冲淡放炮产生的有毒有害气体和粉尘,建立一个舒适安全的劳动环境。
瓦斯隧道中,还可由通风稀释涌出的瓦斯,保证施工生产安全。
瓦斯隧道施工,除了限制火源进洞、采用防爆机电设备等措施外,主要还是靠施工通风来保证安全。
施工通风有两个目的:
一是冲淡和稀释瓦斯;
二是防止瓦斯积聚。
前者要有足够的风量,后者要有足够的风速。
2.施工通风要求
⑴瓦斯隧道必须采用机械通风,通风机应24小时连续不停地运转。
没有特殊情况不得停风。
⑵通风量应满足以下要求:
①洞内工作人员保证每人每分钟4立方风;
②放炮后炮烟30分钟内稀释到规定要求;
③洞内瓦斯不超标;
④达到最低风速要求。
⑶洞内瓦斯允许浓度:
①总回风流瓦斯浓度不大于0.75%;
②开挖工作面风流瓦斯浓度不大于1.0%;
③局部(体积小于0.5立方)瓦斯积聚的瓦斯浓度不大于2%。
⑷通风管必须具有抗静电和抗阻燃性能。
3.施工通风管理
⑴瓦斯隧道要设专门的通风管理机构,负责通风管理工作。
通风队成员要进行专业培训,培训内容主要包括通风、瓦斯监测基础知识、瓦斯超限处理方法、有关安全规章制度等内容。
⑵)揭煤期间采取不间断通风,通风机采用双回路供电,安装风电闭锁装置。
通风机设置在新风区,以免产生污风循环。
⑶通风管安装要平、直、顺,保证接头严密。
开挖工作面通风管及时前接,破损通风管及时拆换修补。
⑷制定瓦斯积聚处理措施,及时驱散积聚瓦斯。
⑸不用的横通道要及时封闭。
4.消除瓦斯积聚的措施
在施工过程中,尽管采取了许多防护措施,但在巷道的转角处、断面形状突变处、较大超挖部位,容易产生瓦斯聚积,要采取如下措施:
⑴提高光爆效果,严禁过量超欠挖,喷射砼密封,使巷道壁面尽量平整,达到通风气流顺畅;
⑵向瓦斯积聚部位送风驱散瓦斯,一般采用:
a用高压风管引出高压风驱散局部积聚的瓦斯:
b用空气引射器驱散瓦斯。
6《铁路瓦斯隧道技术暂行规定》节选
1.总则
1.0.1为贯彻安全第一、预防为主的安全生产方针,统一铁路瓦斯隧道勘测设计、施工和运营管理的技术要求,保障铁路瓦斯隧道修建与运营的安全可靠和经济合理,制定本规定。
1.0.2铁路隧道穿越或邻近含煤地层及其他含瓦斯地层时,通过地质勘探或施工监测,只要隧道内任何部位发现有瓦斯,该隧道即应定为瓦斯隧道。
4.施工一般规定
4.0.1含瓦斯工区,必须采用防爆型机电设备。
不含瓦斯工区,其固定机电设备必须采用防爆型,移动作业机械可采用普通型。
4.0.2瓦斯隧道各工区均应进行瓦斯检测,设置消防设施。
含瓦斯工区应配备救护队。
5.施工瓦斯检测
5.1.2隧道内应设专职的瓦斯检测员,负责检查、督促安全措施的实施。
当发现事故预兆时,有权责令现场人员停止工作,并按有关安全规定采取处理措施。
5.3.1含瓦斯工区每班应检查2—3次,不含瓦斯工区每班应检查1次。
每个断面应检查5点,即拱顶、两侧拱脚和两侧墙脚各距坑道周边20cm处。
5.3.2瓦斯检测地点及范围应符合下列要求:
(1)开挖工作面风流、回风流中,爆破地点附近20m内的风流中及局部塌方冒顶处。
(2)坑道总回风的风流中。
(3)局扇前、后10m内的风流中。
(4)各种作业台车和机械附近20m内的风流中。
(5)电动机及其开关附近20m内的风流中。
(6)隧道洞室中,如变电所、水泵站、水仓等处。
(7)煤线或接近地质破碎带处。
5.3.3每个检测地点应设置明显的瓦斯记录牌。
每次检测结果,应及时填写在瓦斯记录本和记录牌上,并逐级上报。
5.3.4瓦斯检测人员必须执行瓦斯巡回检查制度。
5.4.1坑道总回风流中瓦斯或二氧化碳浓度大于0.75%时,必须立即查明原因、进行处理。
5.4.2开挖工作面回风流中瓦斯浓度大于1%或二氧化碳浓度大于1.5%以及开挖工作面风流中的二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,进行处理。
5.4.3开挖工作面风流中瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。
5.4.4开挖工作面内,在体积大于0.5m3的空间中,如坍塌洞穴、避车洞等处,其局部积聚瓦斯浓度达到2%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行局部通风处理。
5.4.5临时停工的地点不得停风。
否则,必须切断电源,设置栅栏和警标,人员不得进入。
5.5.2排放瓦斯时应符合下列规定:
(1)停止作业,关闭电源,人员撤到安全地点。
(2)断开瓦斯超限区以内的风筒,然后再开动风机。
(3)由外向里逐段排放。
开始时,严格控制送风量,使回风流中瓦斯浓度不大于1%。
待被排放段的瓦斯浓度降到小于1%时,允许逐渐加大风量,并由外向里逐步接长风筒。
6.爆破器材
6.0.3采用煤矿许用炸药时,宜选用2号或3号炸药,有瓦斯突出的地段,必须使用3号炸药。
6.0.4严禁使用秒或半秒级电雷管。
使用煤矿许用毫秒雷管时,最后一段的延期时间不得大于130ms。
6.0.5严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。
在同一串联网路上,必须使用同厂、同批、同牌号的电雷管。
7.施工作业
7.0.2隧道内装碴前必须将石碴润湿。
装碴机铲斗不得猛力与石碴撞击。
7.0.3在含瓦斯工区爆破时,必须执行“一炮三检”(钻眼前、装药前、起爆前检查)制度。
7.0.4含瓦斯工区钻孔作业应符合下列规定:
(1)施钻前应测定工作面附近20m内风流中瓦斯浓度,小于1%时才允许开钻。
(2)在施钻过
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