T3287一通三防设计终稿.docx
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T3287一通三防设计终稿
T3287工作面一通三防设计
1工作面概况
1.1位置及四邻关系
铁三区5、8煤层为条带开采工作面,T3287工作面位于铁三区8煤层工作面,开采深度:
-620~-670m。
T3287工作面上部为T2051采空区,北部为T3286采空区,西部为新风井工业广场保护煤柱,南部未未采区域,东部为东一号断层。
1.2工作面参数
1.2.1溜子道:
798m;风道:
826m;切眼:
75m。
1.2.2煤层倾角:
平均煤层倾角/8º
1.2.3煤层厚度:
平均煤层厚度12m
1.2.4煤层结构特征:
该煤层沉积相对稳定,为8、9煤层合区,煤层倾角5°~16°,较为平缓,局部煤层内含有1~2层夹石厚度0.1~0.9m,主要为深灰色炭质泥岩、泥岩。
山岳补—3钻孔煤厚11.09m。
1.3瓦斯情况、煤尘爆炸指数、煤层自然发火情况
1.3.1预计掘进期间瓦斯绝对涌出量:
1.21m3/min;二氧化碳绝对涌出量为0.76m3/min。
预计回采期间瓦斯绝对涌出量:
4.25m3/min;二氧化碳绝对涌出量为1.15m3/min。
1.3.2煤尘爆炸指数:
51.46%,有爆炸危险性。
1.3.3煤层的自燃发火情况:
该煤层为自然发火煤层,煤层自然发火期为10个月。
1.4巷道布置及掘进方法
1.4.1巷道布置
1、T3287溜子道:
在T3290乙边眼内的设计位置开头,下山18°按设计线施工找9煤层底板,然后沿9煤层底板按设计线施工至T3287切眼设计位置。
2、T3287风道:
在T2092乙边眼内的设计位置开头,下山10°按设计线施工找9煤层底板,然后沿9煤层底板按设计线施工至T3287切眼设计位置。
1.4.2巷道支护形式、规格及长度
巷道名称
工程量(m)
棚距(m)
支护形式及规格
施工要求
溜子道
798
0.7
29U-14m2拱形
风道
826
0.7
29U-14m2拱形
专回
50
0.7
29U-14m2拱形
切眼
75
0.7
29U-14m2拱形或锚网
合计
1749
1.4.3掘进方法:
采用机掘或炮掘的施工工艺。
1.4.4回采方法:
采用综合机械化采煤法开采,固体物充填采空区。
2通风设计
2.1掘进期间通风设计
2.1.1通风方式:
巷道掘进采用局扇压入式供风。
2.1.2通风系统:
前期:
T3287溜子道:
新风→500号→T2092乙边眼→局扇→T3287溜子道掘进迎头→(乏风)→T3287溜子道→T3290乙边眼→T2092运煤巷→铁三五槽专回→504副巷→102S→2号回风井
T3287风道:
新风→500号→T2092乙边眼→局扇→T3287风道掘进迎头→(乏风)→T3287风道→T2092甲边眼→南翼副巷→102N→2号回风井
后期:
T3287溜子道:
新风→500号→T2092乙边眼→局扇→T3287溜子道掘进迎头→(乏风)→T3287溜子道→T3290甲边眼→T2092专回→T2092边眼→南翼副巷→102N→2号回风井
T3287风道:
新风→500号→T2092乙边眼→局扇→T3287风道掘进迎头→(乏风)→T3287风道→T3290甲边眼→T2092专回→T2092边眼→南翼副巷→102N→2号回风井
2.1.3工作面风量计算:
2.1.3.1按照瓦斯涌出量计算:
Qhf=125·qhg·khg(m3/min)
式中:
Qhf——单个掘进工作面需要风量,(m3/min);
qhg——掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量,(m3/min);该工作面为1.21m3/min。
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯出量与月平均日绝对瓦斯涌出量的比值;取1.3。
125—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过0.80%的换算系数。
Qhf=125·qhg·khg=125×1.21×1.3=196.63(m3/min)
2.1.3.2按照二氧化碳涌出量计算
Qhf=67·qhc·khc(m3/min)
式中:
Qhf——单个掘进工作面需要风量,(m3/min);
qhc—掘进工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;该工作面为0.76m3/min。
khc—掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳出量与月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值;取1.2。
67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
Qhf=67·qhg·khg=67×0.76×1.2=61.1(m3/min)
2.1.3.3按照炸药消耗量计算
a)一级煤矿许用炸药
Qhf≥25Ahf
b)二、三级煤矿许用炸药
Qhf≥10Ahf
式中:
Qhf——单个掘进工作面需要风量,(m3/min);
Ahf—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,kg;按爆破图表一次爆破所用的最大炸药量为11.1kg。
我矿使用的炸药为三级煤矿许用炸药,所以用b)公式
Qhf≥10×A(m3/min)
Qhf≥10×10.6=106(m3/min)
根据上述条件计算的最大值为196.63m3/min,可选用15kw×2对旋局扇,其供风量(即通风机吸风量)为277m3/min~401m3/min。
2.1.3.4按局部通风机实际吸风量计算
有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷:
Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd
式中:
Qaf—局部通风机实际吸风量,m3/min;局扇最大吸风量为。
401m3/min
I—掘进工作面同时通风的局部通风机台数;该位置风车台数为2台。
0.25—有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷允许的最低风速;
Shd—局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,m2。
该巷道拱形巷道断面积为10.4m2或14m2,取最大14m2。
Qhf=Qaf·I+60×0.25Shd=401×2+15×14=1012
局扇安装地点T2092乙边眼的风量分别为1260m3/min,大于1012m3/min符合规程要求。
2.1.3.5按工作面最多工作人员计算
Qaf≥4Nhf
式中:
Nhf—掘进工作面同时工作的最多人数,人;该工作面同时作业的最多人数35人(取劳动组织设计人数)。
Qaf≥4Nhf=4×35=140(m3/min)
2.1.3.6按风速进行验算
a)验算最小风量
无瓦斯涌出的岩巷:
Qaf≥60×0.15Shf
有瓦斯涌出的岩巷,半煤岩巷和煤巷
Qaf≥60×0.25Shf
b)验算最大风量
Qaf≤60×4.0Shf
式中:
Shf—掘进工作面巷道的净断面积,m2。
该巷道设计断面积为10.4m2或14m2,最小风量取最大断面14m2,最大风量取最小断面10.4m2。
即:
60×0.25Shf≤Qaf≤60×4.0Shf
210≤277-401m3/min≤2496
满足煤矿安全规程中对风速的要求。
2.1.3.7风机选型
根据以上计算结果和风速验算来选取局扇。
选用型号为FDBNo6.0/2×15,功率为15kw×2对旋局扇,其供风量为277m3/min~401m3/min;选用直径为800mm的导风筒配800mm的强力切换三通向迎头供风,能够满足要求,符合《煤矿安全规程》第103条有关规定。
当掘进巷道回风瓦斯浓度超过0.6%时,及时更换大功率对旋风车进行供风或采取其他措施。
2.1.3.8局扇安设位置
风道局扇均安装在T2092乙边眼内,局扇距回风口均要大于10m;风道、溜子道风车电源均取自5021变电硐,接好双局扇双电源,全部采用压入式通风。
2.2掘进期间通风瓦斯管理措施
1、掘进巷道内风筒吊挂要平直,使用好连接器,做到环环必挂,风筒无破口,无硬弯,风筒接口要严,不得接反茬,风筒口距迎头不超过5m。
2、严禁无计划停风,一旦停风,迎头要禁止作业,并将巷道内所有人员撤到全风压的巷道内。
局部通风机要由专职司机负责,恢复送风要与现场的通风员联系,检查瓦斯情况,并按措施排放瓦斯,只有局部通风机处瓦斯浓度低于0.5%以下时,才准开启局部通风机向迎头送风,并按照排放瓦斯标准进行工作。
3、该生产区域内的风门、密闭前后5m无杂物、无积水和无淤泥;过两道风门时必须开一道关一道,严禁两道风门同时打开。
4、专供局部通风机停电,备用局部通风机开启时不准施工,专供局部通风机与备用局部通风机同时停电时,局部通风机司机要把专供与备用局部通风机的电门均打到“零位”防止复电时局部通风机自动起车。
有问题时要听从现场通风员的指挥,按规定进行处理。
5、无特殊情况时,备用局部通风机不能长期开启,开启备用局部通风机时,掘进工作面不准作业。
6、巷道贯通时,根据现场的实际情况,另制定有针对性的安全技术措施。
7、局部通风机进风流瓦斯浓度不得超过0.5%,工作面回风瓦斯浓度不得超过0.8%,瓦斯超过以上规定时,必须停止工作,现场班队长和通风员要组织处理,同时汇报通风调度和公司调度室。
8、当掘进巷道内瓦斯浓度达到0.8%时,现场班队长与机电维护工落实掘进工作面内的所有非本安电器设备的电源必须切断,同时撤出人员,汇报公司调度室。
9、在掘进过程中如发现工作面瓦斯变化异常应立即停止工作,现场班队长或通风员要及时查明原因,组织处理或撤人到安全地点,并同时汇报公司调度室和通风调度。
10、工作面局部地点瓦斯浓度达到0.8%时,现场的班队长在通风员的指挥下,安排专人利用风帐进行处理并负责管理风帐或采取其它措施。
通风员负责现场指挥与监督检查,防止瓦斯积聚。
11、机电维护检修机电设备前应检查周围20m范围内的瓦斯浓度,瓦斯浓度≥0.8%时严禁进行检修电器设备。
12、局部通风机应安设管理排版,并安排专人负责。
13、为治理该工作瓦斯,计划回采期间进行瓦斯抽放,采用上角埋管抽放老塘瓦斯的抽放方法。
利用一趟¢159mm抽放管路,吊挂在T3287风道下帮,管路距底板不低于300mm,要求用8号铅丝节节都吊挂,确保管路平直。
(管路布置图见抽放设计)
2.2回采期间通风设计
2.2.1通风方式:
工作面采用全风压通风系统。
2.2.2通风系统:
新风→12水平大巷(新风→500号→T2092乙边眼)→T3290甲边眼→T3287溜子道→T3287切眼→(乏风)→T3287溜子道→T3287专回→T3280甲边眼→T2092边眼→南翼副巷→102N→2号回风井
2.2.3工作面风量计算:
该工作面实际需要风量,应按照工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别计算,然后取其中最大值。
2.2.3.1按气象条件计算
Qcf=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl
式中:
vcf——采煤工作面的风速,按采煤工作面进风流的温度从表1中选取,按该工作面进风温度20℃,取vcf=1.0m/s;
Scf——采煤工作面的平均有效断面积,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,10.5m2;
kch——采煤工作面采高调整系数,具体取值见表2,取1.2;
kcl——采煤工作面长度调整系数,具体取值见表3,取1.0;
70%——有效通风断面系数;
60——为单位换算产生的系数。
则Qcf=60×70%×Vcf×Scf×kch×kcl=60×70%×1.1×10.5×1.2×1.0=582.12m3/min
表1采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温/℃
采煤工作面风速/(m﹒s-1)
<20
1.0
20~23
1.0~1.5
23~26
1.5~1.8
表2kch—采煤工作面采高调整系数
采高/m
<2.0
2.0~2.5
>2.5放顶煤面
系数(kch)
1.0
1.1
1.2
表3kcl—采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度/m
长度风量调整系数(kcl)
<15
0.8
15~80
0.8~0.9
80~120
1.0
120~150
1.1
150~180
1.2
>180
1.30~1.40
2.2.3.2按照瓦斯涌出量计算
Qcf=125×qcg×kcg
式中:
qcg—采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,由于该工作面采用瓦斯抽放泵抽放1.49m3/min瓦斯,因此计划风排瓦斯涌出量取值3.56m3/min。
kcg—采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值,取1.5;
125—按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过0.8%的换算系数。
则Qcf=125×3.56×1.5=667.5m3/min
2.2.3.3按照二氧化碳涌出量计算
Qcf=67×qcc×kcc
式中:
qcc—采煤工作面回风流中平均绝对二氧化碳涌出量,1.15m3/min;
kcc—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数,正常生产时连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,取1.1;
67—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
则Qcf=67×1.15×1.1=84.755m3/min
2.2.3.4按炸药量计算
该工作面回采不使用炸药。
2.2.3.5按人数进行验算
Qcf≥4Ncf
式中:
Ncf—采煤工作面同时工作最多人数,根据劳动组织表取50人;
4—每人需风量,m3/min。
则Qcf≥4×50=200m3/min
综上述计算结果,风量取最大值Q=667.5m3/min
2.2.3.6按风速进行验算
a)验算最小风量
Qcf≥60×0.25Scb=60×0.25×11.5=172.5m3/min
b)验算最大风量
Qcf≤60×4.0Scb=60×4.0×11.5=2760m3/min
c)综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,验算最大风量
Qcf≤60×5.0Scs=60×5.0×11.5=3450m3/min
式中:
Scb—采煤工作面最大控顶有效断面积,m2;
lcb—采煤工作面最大控顶距,m;
hcf—采煤工作面实际采高,m;
Scs—采煤工作面最小控顶有效断面积,m2;
lcs—采煤工作面最小控顶距,m;
0.25—采煤工作面允许最小风速,m/s;
70%—有效通风断面系数;
4.0—采煤工作面允许的最大风速,m/s;
5.0—采煤工作面允许的最大风速,m/s。
即172.5m3/min 2.4回采期间通风瓦斯管理措施 1、生产单位运输过程中严禁冲撞风门,风门要妥善保护,做到人过风门随手关。 风门必须安装闭锁装置,并不得同时打开两道相邻风门,发现风门损坏及时修复,防止发生风流短路现象。 2、生产单位现场管技人员和通风员要经常对巷道进行检查,重点巡视风道的巷道支护情况,发现有影响通风的隐患或问题,立即组织人员处理,并汇报调度室及通风区调度。 3、加强巷道的维护,若断面达不到通风要求或影响通风时,要及时采取清卧、套修等维修手段,确保正常通风。 4、严格执行唐山矿瓦斯检查制度,施工时要在工作面回风上隅角(采空区侧末1~2排支柱之间)吊挂便携式瓦斯检测报警仪。 一旦出现瓦斯超限,立即切断电源撤出人员,并与现场通风员联系妥善处理。 5、严禁带电检修和牵拉电气设备,施工前首先要检查设备附近瓦斯情况,确认无问题后方可进行工作。 6、回采期间按规定使用好风帐和风动风车,风动风车正常运转期间,机尾出口侧可不用吊挂风帐,但必须备好风帐,一旦风动风车发生故障,必须立即挂好机尾风帐,并根据现场情况在通风员的指导下及时调整风帐角度,以稀释上角瓦斯,防止上隅角瓦斯超限。 7、通风区负责完善该区域内所有通风设施和监测监控设备,保证设备设施质量可靠,对该区域的所有风门安装传感器;同时要定期对该工作面的瓦斯探头及瓦斯电闭锁装置进行检修和校验,并进行试跳试验,保证监测设备的完好有效。 8、生产过程中,保护好系统内的所有通防设施,发现问题及时联系通风区进行修复,以保证工作面通风系统可靠。 9、如果工作面回采期间瓦斯较大,采用抽排局扇抽排上隅角瓦斯,使用由生产单位前编制专项安全技术措施。 3防尘供水设计 3.1掘进期间供水设计 3.1.1供水管路系统 T3287溜子道: 地面净化水池→9水平22石门减压站→1970斜井→504副巷→南翼副巷→T2092边眼→T3290乙边眼→T3287溜子道掘进迎头 T3287风道: 地面净化水池→9水平22石门减压站→1970斜井→504副巷→南翼副巷→T2092边眼→T3290乙边眼→T3290甲边眼→T3287风道掘进迎头 供水管路规格: 均采用DN100规格的钢管。 3.1.2掘进工作面防尘管理 严格执行采掘工作面综合防尘标准,具体规定如下: 1、喷尘水幕与挡尘帘的安装数量及要求: 巷道施工过程中安装两道净化风流的喷尘水幕,喷尘水幕必须覆盖全断面。 第一道水幕距掘进迎头距离不超过30m,第二道距迎头不超过50m,第二道水幕后要架设一道挡尘帘,喷尘水幕与挡尘帘必须正常使用。 2、供水管路的安设: 巷道行人侧铺一趟供水防尘管路,防尘管路上每隔50m出一三通及阀门,每个三通上安装一条25m长的胶管,并定期冲刷巷道。 3、工作面隔爆水袋管理 巷道隔爆水袋的水量要满足200L/m2,每个水袋的容水量为30L,巷道采用10.4m2的拱形巷道断面时隔爆水袋的数量为72个;采用14m2的拱形巷道断面时隔爆水袋的数量为96个。 隔爆水袋要封闭全断面。 隔爆水袋布置要求: 架棚支护时3个为1排;锚网支护时4个为1排,隔爆水袋排间距1.2~3.0m,大组隔爆水袋在距掘进迎头60m~200m范围内安装完毕,并随工作面的推进,每隔200m安设一组隔爆水袋,并保持最末一排水袋距掘进迎头的距离为60m~200m。 4、转载点喷雾 (1)在掘进工作面各运输设备转载点都必须有喷雾设施,连接喷嘴设施时,必须连接阀门、喷雾设施、管路接头,阀门必须安装在人行道侧。 (2)喷嘴高度安在距转载点40—50cm,宽度20cm的位置,且喷嘴必须正对转载出煤点。 (3)所有喷雾必须呈雾状。 5、掘进机喷雾 掘进机必须有外喷雾,喷雾能覆盖主钻。 6、巷道冲洗 为防止煤尘积聚、飞扬,要设专人对施工巷道定期冲刷,并要求做到有喷尘记录,距离工作面20m范围内的巷道,每班至少冲洗一次;20m以外的巷道每旬至少冲洗一次,并清除堆积浮煤。 7、除尘风机的使用管理 在采用掘进机掘进施工的巷道,要求使用除尘风机。 机掘巷道开口60m后必须安设除尘风机,80m后必须上架。 (1)除尘系统采用长压短抽通风方法,工作面风量由压入式局部通风机供给,一部分风量进入除尘风机,使工作面迎头风流中的高浓度粉尘经过除尘风机进行除尘后排到巷道中。 另一部分风量要保证压入式风筒口至除尘风机间的巷道最低风速不低于0.25m/s。 (2)除尘风机安设地点风流中的瓦斯浓度不得超过0.8%。 除尘风机工作时,把压入式导风筒在距离掘进迎头20~30m处断开。 除尘风机安装在掘进工作面局扇导风筒的另一侧,距工作面迎头吸尘口距离不大于40m,利用落地式移动平台安装在巷道内或架设在带式输送机机尾架子上(随掘随倒),风筒选用Ф600mm抗静电、阻燃钢圈骨架结构可伸缩负压风筒,风筒距迎头距离2~5m,风筒吊挂符合导风筒吊挂标准。 (3)除尘风机要用于除去工作面迎头产生的粉尘,其入风口距迎头的距离为2m~5m,在使用过程中可根据现场条件和除尘效果做适当调整。 工作面运料及割煤时必需把风筒保护好,防止刮碰损坏。 (4)在除尘风机运行前,先用软管把除尘风机的水箱中含尘污水放入巷道水沟中,再向水箱注入清水,使水量不低于指示器指示的注水量,除尘设备运行一定时间后(约1天)再放污水和注清水各一次,否则影响除尘效果。 (5)湿式除尘风机必须由经过培训的专人管理,发现局部通风机运转异常必须立即停机、汇报处理。 (6)除尘风机的电源由生产动力电源供电,并与其他动力设备一样受风电闭锁和瓦斯电闭锁的控制。 检测探头要吊挂在除尘风机进风口处,其报警、断电浓度均为0.8%,当风流瓦斯浓度超过0.8%时,必须自动切断除尘风机的电源,要查找原因,进行处理。 除尘风机停止运转时,必须把压入式局部通风机的风筒接到迎头5m范围内。 (7)启动湿式除尘风机前,首先检查巷道风流瓦斯浓度,只有在瓦斯浓度小于0.5%时,方可启动湿式除尘风机。 (8)湿式除尘风机必须与压入式局扇联动闭锁,当压入式局扇停止运转时,湿式除尘风机自动停止运转。 (9)使用单位每周至少清理除尘器内积尘一次,确保其内部清洁。 使用中严禁撞击、敲打,以免除尘器损坏变形。 8、其它 (1)隔爆水袋要求数量齐全,水量充足,吊挂整齐,位置适宜,并按一通三防要求吊挂。 一通三防设施要安排专人负责管理,以确保设施的完好及正常使用。 (2)带式输送机机头处必须设置专用的灭火管路阀门及洒水胶管。 (3)注水钻孔: 工作面溜子道设计注水钻场: 溜子道第一个钻孔距工作面20m,向外每隔20m布置一个钻孔,共计37个钻孔;每个钻孔深度设计40m,垂直溜子道煤壁钻进,上仰角度与煤层倾角相同;回采前所有注水钻孔必须全部形成,达到注水条件。 选用FIV型气动手持式钻机配ф41mm的钻杆和ф41mm钻头进行钻进;钻孔形成后采用M2F-ⅡΦ42型封孔器进行封孔,封孔深度应超过巷帮煤体的破碎带,封孔深度一般为3~20m。 3.2回采期间供水设计 3.2.1供水管路系统 地面净化水池→9水平22石门减压站→1970斜井→504副巷→南翼副巷→T2092边眼→T3290乙边眼→T3290甲边眼→T3287风道/溜子道 供水管路规格: 均采用DN100规格的钢管。 工作面溜子道水幕、溜子道冲刷巷道及溜子道煤体注水用水由溜子道供水管路供给。 工作面采煤机组外喷及支架间喷雾、风道煤体注水、风道净化风流水幕、风道冲刷巷道用水、液泵用水由风道供水管路供给。 3.2.2工作面用水量确定 1.机组耗水量Q1 采煤机组喷嘴由采煤机两个滚筒喷嘴、滚筒摇臂雾屏喷嘴及支架探梁辅助喷嘴耗水构成。 因此机组耗水量应由喷嘴额定流量总和相加。 Q1=2×(n1+n'1)×q1+n2q2 =2×(48+9)×2.1L/min+5×4.4L/min =261.4L/min 2.支架降、移支架、放煤时喷雾用水量Q2 Q3=Nnq2=3×4×0.2=2.4m3/h=40L/min 3.溜子道各转载点,净化风流及冲刷巷帮耗水量Q3 按运输道安装一部转载输送机,三部胶带输送机,四部链板输送机,两组风流净化水幕(4个喷嘴),一条ø25mm胶管冲刷巷帮,则最大耗水量: Q3=3.3L/min×8+2L/min×2×4+12L/min=54.4L/min 4.煤体注水耗水量Q4 采用7BG4.5/160型煤矿煤层注水泵进行注水,经查设备参数手册知,其最大注水压力为P=16Mpa,最大供水能力为Q=4.5m3/h。 该工作面注水方式采用双向长孔注水设计,因此应在风道、溜子道各设置一台注水泵。 经计算其最大时耗水量为: Q4=2×75L/min=150L/min 5.乳化液泵用水
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- T3287 一通 设计