2113回风顺槽探放水钻孔设计完整版.docx
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2113回风顺槽探放水钻孔设计完整版
【2013】山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业
作业地点:
2113回风顺槽掘进工作面
探放水设计
编制人:
防治水科长:
防治水副总:
总工程师:
施工负责人:
编制时间:
2113回风顺槽探放水设计会审表
会审时间
会审地点
主持人
参加人员
总工程师
地测股
矿长
通风股
平安副矿长
平安股
生产副矿长
调度室
机电副矿长
机电股
矿长助理
探水队
防治水副总
会审意见:
探放水设计会审意见整改落实表
会审意见的整改意见:
防治水科长:
探水队队长:
总工程师:
时间:
年月日
第一章防治水管理机构及职责划分………………………………1
第二章设计目的……………………………………………………2
第三章设计依据……………………………………………………2
第四章巷道设计及四邻关系情况…………………………………3
第五章施工地区地质及水文地质条件…………………………4
第六章施工地区水害分析………………………………………5
第七章探放水设计………………………………………………5
〔一〕设计原那么……………………………………………5
〔二〕井下物探设计…………………………………………5
〔三〕探水钻参数及探水钻孔设计……………………6
〔四〕异常情况探放水设计说明…………………………9
〔五〕验收工作………………………………………10
第八章钻探平安技术措施……………………………………10
第九章通风与瓦斯检查平安技术措施…………………………16
第十章排水措施……………………………………………17
第十一章避灾措施………………………………………………18
附件:
探放水设计附图
1、探水钻孔平面布置示意图
2、探水钻孔布置断面示意图
3、探水钻孔布置预想剖面示意图
4、2113回风顺槽掘进工作面避灾路线图
5、2113回风顺槽掘进工作面通风系统图
6、2113回风顺槽掘进工作面排水系统图
7、2113回风顺槽掘进工作面四邻关系图
8、2113回风顺槽掘进工作面巷道布置图
9、煤层柱状图
山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业
2113回风顺槽掘进工作面探放水设计
第一章防治水管理机构及职责划分
组长:
靳敏捷〔总工程师〕
副组长:
李鹏〔防治水副总工程师〕
成员:
武文鹏〔地测防治水科长〕
郑林林〔防治水技术员〕
武文栋〔防治水技术员〕
薛栋〔地质专业技术员〕
探放水作业队伍机构
探放水队队长:
侯高红
探放水队班组长:
姚晋将李帅薛栋
探放水队队员:
冯云山张宏亮尉斌
郭峰杨耀龙张建军
张继红任栗胜张夏磊
加万里卢波
职责划分:
矿长是矿井防治水工作第一责任人。
负责贯彻上级防治水方面的相关文件,落实上级关于防治水管理方面的各种工作要求,对矿井防治水工作平安全面负责。
保证矿井防治水工作“三专〞化。
总工程师对矿井防治水负全面业务技术管理责任,同时是防治水管理机构总负责人。
防治水副总工程师负责防治水工作年度方案编制、设计、措施制定及审批工作,并指导地测防治水股室对矿井防治水工作进行管理。
同时,协调探放水队的管理。
地测防治水科长具体负责防治水业务技术管理工作落实和执行,负责防治水管理机构的日常管理和机构的决定得以贯彻,对探放水队的业务进行指导和管理,技术上对防治水副总和总工程师负责。
第二章设计目的
1、防止2113回风顺槽掘进工作面施工过程中因掌握地质资料不准确出现意外事件。
2、对地面及井下物探报告显示的2113回风顺槽掘进工作面施工区域的正常区域条带进行钻探验证。
3、对物探报告中显示的该区域的井下地质构造及低阻异常区进行确认。
第三章设计依据
1、?
煤矿平安规程?
第285条至294条规定;
2、?
煤矿防治水规定?
第94条规定及?
煤矿防治水规定?
释义第94条释义相关规定;
3、委托山西地宝能源编制的?
乡宁焦煤集团台头前湾煤业水文地质类型划分报告?
〔于2021年3月20日以乡煤规发[2021]165号文批复〕,委托地宝能源公司编制的?
山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业兼并重组整合矿井地质报告?
〔于2021年8月30日以晋煤行发[2021]1235号批复〕。
4、依据2021年委托山西省煤炭地质144勘查院在地面进行的瞬变电磁勘探,探测面积:
0.5Km²。
和对井下2113回风顺槽掘进工作面每70米的瞬变电磁勘探。
5、?
2113回风巷掘进地质说明书?
第四章巷道设计及四邻关系情况
依据批复的采掘方案进行2113回风顺槽掘进巷道设计,该巷道沿2号煤层布置,参照旁边2111回采工作面掘进巷道情况,该巷道坡度可设计为3-8度,开口位置距离2111运输巷口20米处〔位于皮带上山〕,开口处坐标为X=3993500.490,Y=37504500.148;方向与运输大巷夹角为90°,磁方位为235°。
巷道沿2号煤层顶板掘进,设计长度880m,断面为矩形,净高3m,净宽为4.2m,断面积为12.6㎡,顶板采用锚网配合锚杆、锚索、锚网联合支护。
该巷北部为井田边界,南部为运输大巷,西部为2111运输顺槽,东部为2113运输顺槽,预计掘进过程中不会出现影响掘进的因素。
2113回风顺槽掘进工作面,煤层倾角3°~8°,煤层厚度2.8-3.38m,平均3.09m,含1层夹矸,煤层结构简单。
其顶板为泥岩、砂岩、粉砂岩,底板为泥岩、粉砂岩,属稳定全区可采煤层。
第五章施工地区地质及水文地质条件
1、根据水文类型划分报告及地质报告,本工作面主要含水层为顶板K8砂岩裂隙水,但含水性较弱,局部顶板有少量的淋水,对工作面正常掘进影响较小。
2、下伏区域主要含水层为奥灰岩溶水〔标高为687-693m〕,由于该含水层的地下水位低于该工作面,不会对本煤层开采构成危险。
3、本工作面地表无长流水体或小井存在,且盖山厚度较大,在对地表的巡查过程中未发现有任何采空塌陷或地表裂缝,雨季时的地表水积聚下渗不会对掘进工作面带来影响。
4、2113回风顺槽掘进工作面南部为运输大巷,西部(走向)20m处为2111运输顺槽,两处采空区均高于该工作面,在设计巷道时留设的保安煤柱均为20米,且留设的保安煤柱不存在导水裂隙。
5、预计本工作面正常涌水量≤3m³/h,最大涌水量≤4.5m³/h。
6、2021年10月30日我公司委托山西省煤炭地质144勘察院,对2113的回风顺槽掘进工作面进行井下物探工作,通过井下瞬变电磁超前勘探,得出的结论为掘巷道70米范围内均无低阻异常区,不构成水害威胁。
第六章施工地区水害分析
从井上、下物探结果可看出,该区域均无低阻异常区;根据矿井地质报告及附近之前掘进巷道揭露情况可得出,该区域地质构造简单,无断层、陷落柱构造等导水构造,工作面上部无地质钻孔,不存在钻孔水害威胁。
综合分析,该探放水设计重点针对巷道掘进范围的物探正常区域进行验证,防止施工突发性揭露可能存在的未被物探查出的构造或裂隙带富水区。
第七章探水设计
一、设计原那么
1、“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采〞的原那么。
2、“探掘别离〞的原那么。
3、“物探先行、钻探验证、化探跟进〞的原那么。
二、井下物探设计
2021年委托中国煤炭地质144勘查院在地面井田范围内进行了0.5平方公里,测线总长13.12km,使用CUGTEM-8型瞬变电磁仪。
共布置测线13条,施工点距为20米,线距40米,发射线框采用10×10m和25×25m两种。
井下物探情况:
2113回风顺槽掘进工作面由山西省煤炭地质144勘查院进行井下瞬变电磁物探,现场仪器使用的为武汉地大华睿地学技术生产的TEMJF50矿用瞬变电磁仪。
经过对2113回风顺槽开口处物探验证,得出结论2113回风顺槽掘进工作面前方70米不构成水患威胁,物探循环次数为每70米一次。
探测范围:
本设计探水主要范围为2113回风顺槽掘进工作面前方水文地质情况,是否存在水害隐患,我矿严格按照“物探先行、钻探验证、化探跟进〞的综合探测手段,物探结论为2113回风顺槽掘进工作面前方70米不构成水患威胁,根据探放水原那么“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采〞,必须以“钻探验证〞结论为实际依据,确定掘进头前方水文地质情况。
预计物探次数13次,具体位置设计如下:
第一次物探在设计掘进工作面开口处进行布置距离为0m-70m;第二次物探距离70m-140m;第三次物探距离140m-210m;第四次物探距离210m-280m;第五次物探距离280m-350m;第六次物探距离350m-420m;第七次物探距离420m-490m;第八次物探距离490m-560m;第九次物探距离560m-630m;第十次物探距离630-700m;第十一次物探距离700-770m;第十二次物探距离770-840m;第十三次物探距离840-910m。
本设计探水范围仅限于2113回风顺槽掘进工作面。
三、探水钻孔设计
(一)钻机参数
本面探放水设备为ZYJ-700/110架柱式液压回转钻机,最大钻探深度250米,功率22KW。
钻机主要参数
工程
单位
参数
工程
单位
参数
额定压力
Mpa
≤15
推进行程
mm
1140±20
额定转矩
N.m
≥700
钻孔直径
mm
∮65-∮113
额定转速
r/min
≥110
主机重量
kg
255
推进力
kN
≥10
最大高度
mm
2740
钻孔深度
m
250
最小高度
mm
2200
由于2111运输顺槽掘进工作面在探水时对2113回风顺槽掘进工作面左侧的煤帮已探明有无积水,因此2113回风顺槽掘进工作面按3个钻孔呈扇形布置在煤巷右侧。
1、钻孔设计说明:
本区域内从未开采过2号煤层的上层和下层煤,2号煤层上层和下层没有采空区,所以只涉及本顺层前方和两帮的探测。
2、钻孔数目:
本设计每个探水循环为3个钻孔。
3、钻孔深度:
在本煤层顺层掘进时,经物探后前方无低阻异常区的情况下,钻孔深度一般取50米,超前距离为30米,允许掘进距离20米。
该工作面预计探水次数为43次。
具体位置设计如下:
第一组探水钻孔在设计掘进工作面开口处进行布置距离为
0m-50m;第二组20m-70m;第三组40m-90m;第四组60m-110m;第五组80m-130m;第六组100m-150m;第七组120m-170m;第八组140m-190m;第九组160m-210m;第十组180-230m;第十一组200m-250m;第十二组220m-270m;第十三组240m-290m;第十四组260m-310m;第十五组280m-330m;第十六组300m-350m;第十七组320m-370m;第十八组340m-390m;第十九组360m-410m;第二十组380m-430m;第二十一组400m-450m;第二十二组420m-470m;第二十三组440m-490m;第二十四组460m-510m;第二十五组480m-530m;第二十六组500m-550m;第二十七组520m-570m;第二十八组540m-590m;第二十九组560m-610m;第三十组580m-630m;第三十一组600m-650m;第三十二组620m-670m;第三十三组640m-690m;第三十四组660m-710m;第三十五组680m-730m;第三十六组700m-750m;第三十七组720m-770m;第三十八组740m-790m;第三十九组760m-810m;第四十组780m-830m;第四十一组800m-850m;第四十二组820m-870m;第四十三组840m-890m。
4、单孔设计
1号孔:
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距两帮各2.1m处。
按巷道掘进方向钻进,方位角为235°,与巷道顶、底、帮平行钻进,深度为50米,超前距离为30米。
2号孔:
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距1号孔右侧0.7m处,与1号孔呈13°,水平夹角钻进,方位角为248°,与顶、底板平行,深度为51米,超前距离为30米。
3号孔:
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距2号孔左侧0.7m处,与1号呈23°,水平夹角钻进,方位角为258°,与顶、底板平行,深度为54米,超前距离为30米。
钻孔编号
位置
钻孔深度
方位
水平夹角
1
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距两帮各2.1m处
50m
235°
0°
2
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距1号孔右侧0.7m处
51m
248°
13°
3
布置在距巷道底板1.0m,顶板2m,距2号孔左侧0.7m处
54m
258°
23°
四、异常情况探水设计说明
假设施工中期间井下物探发现低阻异常区时,应及时按〔煤矿防治水规定〕重新编制专门探放水设计并实施探防水工作。
采掘工作面遇到以下情况之一时,应当立即停止施工,确定探水线,编制专项探水设计经总工程师批准后,由专业人员和专职队伍进行施工。
1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。
2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。
3、翻开隔离煤柱放水时。
4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池水、井等相通的断层破碎带时。
5、接近有出水可能的钻孔时。
6、接近水文地质条件不清的区域时。
7、接近有积水的灌浆区时。
8、接近其他可能突水的地区时。
五、验收工作:
1、单孔验收:
钻孔施工单孔验收应由当班的探水队跟班班组长和掘进工作面负责人共同验收并签名。
2、钻孔验收:
当每次探水作业完成后,由防治水办公室牵头严格按照防治水钻孔验收制度进行验收,验收人员应由探水队、掘进队、防治水办公室、带班矿长进行联合验收并签名。
3、平安确认移交:
探水作业验收合格后签订平安确认移交单,严格按照平安确认移交制度进行确认移交。
第八章钻探平安技术措施
一、钻机运输
1、人员搬运、扛抬钻机时必须事先熟悉搬运巷道状况。
2、行走巷道一定要畅通,巷道如有杂物阻挡时要先清理后再进行搬运。
3、行人或运料通过巷道失修区域时,应先观察,然后迅速通过,严禁在失修区域随意停留。
通过巷道维修作业区,要先与该区域人员打招呼,等到允许前方可迅速通过。
4、两人以上合力搬抬物料时要有统一口令、同时用力。
用手抓物料时一定要抓牢,防止抓滑出现意外。
5、如需在回采工作面切巷打钻,扛运钻机部件到切巷时,要走在液压支架脚上,脚下踩稳手扶好慢行,防止踩空踩滑造成伤人。
6、搬运、扛抬设备时注意力要集中,如果前后有人同时扛运,必须保持10米以上间距,防止间距过小相互碰伤。
7、扛抬动力头、开关时要量力而行,重量超过45公斤或长度超过3米时要有两人以上合力搬抬。
二、钻机固定标准及平安技术措施
1、安设地点应无浮煤,底板平整。
钻机立轴对准钻孔位置,摆正钻机架,机座与地梁木之间用螺栓连接,固定于基台木上。
基台木要安放牢固、平稳。
2、机身安放平稳,上紧底固螺丝。
各种电气设备必须防爆,机械传动局部要安装防护栏、保护罩。
3、钻机支座与操作台间距不小于1.6m,操作台与油箱要搭接在一体〔特殊情况要打钻施工,操作台可与油箱分开,但操作站下必须设底座〕。
4、钻机开关距操作台间距不小于10m。
5、钻机油管要理顺,不漏油,同一方向的油管每0.5m用绑条固定一道,在钻机与操作台之间要用高度0.3m的托架摆放油管,油管不能埋在煤渣或煤泥和水中。
6、给水器的水管不能缠绕,每条水管应靠帮绕好,管线吊挂要成直线。
7、电器设备的安装,必须执行?
煤矿平安规程?
和有关规定。
8、钻的固定:
采用立柱支撑,斜拉杆固定。
钻机的方位角是根据实际情况采用统一的方式钻机跑道架与该处棚腿连线平行。
采用罗盘定钻探的仰俯角及偏角。
9、安装钻杆时应注意的问题
〔1〕钻杆的安装应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损,不合格的不使用。
〔2〕接钻杆时要对准丝口,防止歪斜和漏水。
〔3〕卸钻头时,应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。
〔4〕装钻杆时,必须一根接一根依次安装。
三、使用探水钻机平安措施
1、加强探水钻眼附近巷道的支架,背好顶、帮,工作面打上巩固的顶柱,以防高压水冲垮煤壁和巷道支架。
2、探水工作地点挂牌,明确探水眼位置、方向、眼数、钻孔深度。
打钻前要清理好巷道,准备好水沟和放水巷。
并有和调度室联系的。
3、探水工作面要经常检查瓦斯,要加强通风。
4、水压大的探水眼要装套管,装水闸阀,便于调节水量。
5、探水时如遇到钻孔沿钻杆向外流出,应立即停止探水,固定钻杆,严禁移动钻机和拔钻。
并向矿调及矿总工程师汇报,按指示行动。
6、钻探工艺流程:
交接班→平安确认→钻机搬运→疏通水沟→安装钻机→连接管路→检查液压油→检查溢流阀→检查电动转向→定钻孔方位和角度→检查水压→安装钻杆→钻探→退出钻杆→停钻、卸压→撤除管路→撤除钻机→设备合理存放→整理工作面→交接班
四、探水过程中考前须知及平安技术措施
1、钻机司机必须经过培训考核,取得合格证前方可操作钻机。
2、操作钻机要严格按照钻机的技术要求和说明进行。
3、操作人员必须衣着整齐,穿绝缘鞋,戴绝缘手套。
4、钻车和钻架的支撑安装必须可靠。
5、使用的钻头应是锐利的。
6、电钻需变速时,必须先停机,方能变速。
7、在钻孔中,假设发生突然卡杆或钻杆弯曲,应立即停钻,撤退钻机,检查钻头是否有崩片或刃口磨损过大等情况,以决定更换钻头否。
8、发生以下情况时禁止使用钻机:
〔1〕发生漏电麻手
〔2〕减速箱内声音不正常,如有碰击声等
〔3〕电机运转声音不正常,如发生尖叫声等
9、不要在现场拆开钻机。
10、探水工作面要加强支护,防止高压水冲垮煤壁及支架。
11、事先检查并维护好设备,清挖水沟和临时水仓,以便在出水时使临时水仓有相当大容积的缓冲余地。
12、在探水工作面或工作面附近安设专用,遇有水及时向矿井调度室汇报。
13、探水工作面要经常检查瓦斯,发现瓦斯浓度超过1%时要立即停止打钻,切断电源,撤出人员,然后加强通风吹散有害气体。
14、在水压较大的地点探水时,应预先开掘平安躲避硐,规定好联络信号及人员的避灾线路。
15、打钻时钻孔中水压、水量突然增大,以及出现冲顶钻具等异常情况时,不要冲动或拔出钻杆,应马上将钻杆固定。
还应派人监视水情和报告矿井调度室,不得擅自放水。
如果情况危急时,要立即撤出受水威胁地区的所有人员,然后采取措施,进行处理。
16、探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人,以防高压水将钻杆顶出伤人,或者手把翻转打人。
17、钻眼内水压过大时,应该采用反压,防压和安设防喷装置的方法钻进,控制钻杆不被高压水猛然冲出,确保钻探平安。
18、探水钻探工程中应时刻注意钻孔内情况,发现煤层变软,钻杆推进突然感到困难,或顺钻杆出水增大时,要特别注意,立即停止钻进,不要拔出或移动钻杆。
如果拔出钻杆,钻眼会因水流出而冲大,水量无法控制,造成透水事故。
当探水孔孔深小于5米时孔内水量出水,说明距离积水已经很近;如果孔内水压很大,水喷射很远,必须马上将钻机钻杆固定,在巷道正前打牢点柱,保护煤壁和顶板,不使煤壁被水冲垮。
人员应尽快撤离现场,另选平安地点对此处积水进行探放。
探水过程中如发现钻孔透老空无水,应立即检查是否有有害气体喷出,防止人员受到伤害。
五、突发情况的平安措施
井下一旦发生突水事故,在现场的工作人员应立即将突水情况向矿调度室汇报,现场人员必须听从班组长指挥,迅速撤退,并以尽快的方式通知附近地点的工作人员一起撤退。
1、撤退要服从命令,不可慌乱,要注意往高处走,并沿预定的避灾路线出井。
2、在突水迅猛、水流急速的情况下,现场人员应立即避开出水口和泄水流,躲到硐室、拐弯巷道或其它平安地点,如果情况紧急,来不急转移躲避时,可抓牢棚梁、棚腿或其它定物,防止被涌水打倒或冲走。
3、外出巷道已被水阻,无法撤出时,应选择地势最高,离大巷最近地点或上山独头巷道躲避,被堵在上山独头巷道内的人员要有长时间被堵的思想准备,要节约用灯或食品,有规律地敲打铁管等物,发出求救信号,同时要发扬团结互助的精神,共同克服困难,要忍饥静卧,降低体力消耗,等待救援脱险。
4、假设突水来自老空、老窖积水,在突水的同时有大量有害气体涌出,撤离时要迅速戴好自救器或用湿毛巾捂住口鼻,以防中毒或窒息。
5、撤退人员需要从梯子间爬梯升井时,应按次序上,防止抢上或慌乱,爬梯时应注意手抓牢,脚蹬稳,保证自己平安,也要照顾别人平安。
6、人员撤至平安地点或地面后,应立即清点人数,如发现有人被堵入灾区,应立即组织营救。
第九章通风与瓦斯检查平安技术措施
1、探水工作面必须有一名瓦斯员跟班作业,随时检查掌握瓦斯及CO2等气体的变化情况,如果瓦斯或其它有害气体超过?
煤矿平安规程?
规定,必须停止打钻,切断电源,撤出人员,并报告矿领导和调度室,采取措施进行处理。
2、建立健全瓦斯、二氧化碳和其它有害气体检查管理制度。
3、每次检查瓦斯的结果都必须记入瓦斯检查班报手册和瓦斯记录牌上,并告知现场作业人员。
4、探水工作面采用压入式局部通风,局部通风机由指定专人负责管理,三班正常运转,不得随意停开。
5、探水工作面的电气设备,必须安装风电闭锁和瓦斯电闭锁装置,具有断电功能。
6、无论是否工作或交接班时工作面都不准停风,因检修停电等原因停风时,必须撤出人员切断电源。
7、要求每个探水工作面的风筒接头严密、无破口,保持平直,逢环必挂,风筒拐弯处要设弯头或缓慢拐弯,不准拐死弯,风筒距工作面不得超过5m。
8、每个探水工作面和安设钻机处必须装设甲烷传感器,且传感器必须是经过标校合格方可使用。
第十章排水措施
1、工作面排水可利用排水泵BQG-350/0.2型矿用气动隔膜泵,通过3寸排水管,将水排至临时水仓,再由临时水仓排至采区水仓再由采区水仓排至主水仓。
2、主水仓内安装有三台水泵,一台工作,一台备用,一台检修。
水泵型号为D25-30×9,电机功率37kw,流量为25m³/h,扬程为270m。
水泵联合排水能力可到达44.46m³/h。
将水排到地面。
第十一章避灾措施
一、透水征兆
所有作业人员必须熟悉避灾路线,懂得透水后的急救知识,懂得并随时观察以下透水预兆。
1、挂红:
在井下水中含有铁的氧化物,在水压作用下,通过煤〔岩〕裂隙时,附着在裂隙外表,出现暗红色水锈。
2、挂汗:
当掘进工作面接近积水区时,水在自身压力作用下,通过煤岩裂缝而在煤岩壁上凝结成许多水珠,当遇到挂汗时,用水镐剥去一薄层,观察新暴躁面是否有了潮气,如果煤岩潮湿那么是透水征兆。
3、空气变冷:
掘进工作面接近大量积水区时,气温骤然降低,煤壁发凉,人一进入就有凉爽感,时间愈长旧愈感到阴凉。
4、出现雾气:
当巷道内温度很高时,积水渗到煤壁后引起蒸发而迅速形成雾气。
5、水叫:
井下的高压积水,巷煤岩裂缝强烈挤压与两壁摩擦而发现嘶嘶叫声,说明掘进工作面距积水区已很接近,假设是煤岩掘进,那么透水即将发生,这时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁的人员。
6、顶板淋水加大:
原有裂隙淋水突然增大,应视作透水前征兆。
7、顶板来压,底板鼓起。
8、水色发浑,有臭味。
9、工作面有害气体增加:
积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。
10、裂隙出现渗水:
如果出水清净,那么离积水区尚远,假设
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