XXX矿胶带大巷掘进作业规程.docx
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XXX矿胶带大巷掘进作业规程.docx
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XXX矿胶带大巷掘进作业规程
目录
第一章概况3
第一节概述3
第二节编写依据3
第二章地面相对位置及地质水文情况4
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况4
第二节地质构造及煤(岩)层赋存特征4
第三节水文情况7
第三章巷道布置及支护说明9
第一节巷道布置9
第二节矿压观测9
第三节支护设计11
第四章施工工艺18
第一节施工方法18
第二节凿岩方式19
第二节爆破作业20
第三节装、运(岩)方式21
第四节管线及轨道敷设22
第五节设备及工具配备23
第五章劳动组织及主要技术经济指标24
第一节劳动组织24
第二节循环作业25
第三节主要经济指标26
第六章生产系统27
第一节通风系统27
第二节压风系统29
第三节瓦斯抽放30
第四节防尘系统30
第五节防灭火31
第六节安全监测系统32
第七节供电系统35
第八节排水系统37
第九节运输系统37
第十节照明、通讯和信号系统38
第七章灾害预防与避灾路线39
第八章安全技术措施42
第一节施工准备42
第二节“一通三防”管理42
第三节顶板管理46
第四节爆破管理49
第五节防治水管理53
第六节机电管理53
第七节运输管理59
第八节冲击地压管理64
第九节其它64
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称:
X矿胶带运输大巷。
二、掘进目的及巷道用途:
掘进目的是为形成X矿主煤流,同时兼作通风、行人巷道。
三、巷道设计长度及服务年限:
1、X矿胶带运输大巷设计长度1920m。
2、服务年限:
30年。
四、预计开、竣工时间:
掘进工作面自2012年10月1日开工,预计2015年6月份竣工。
第二节编写依据
一、采区设计说明书及批准时间
《X矿集团X矿(XXX)初步设计说明书(修改)》,批准时间为2012年5月。
二、地质说明书及批准时间
地质说明书名称为《X矿胶带运输大巷地质说明书》,批准时间为2012年2月1日。
三、矿压观测资料
根据工作面掘进矿压观测资料、相邻的X矿回风大巷掘进矿压观测资料及其他相同地质条件下的矿压观测资料,表明顶板压力大,煤层松软破碎。
4、验收规范
《煤矿安全规程》、《煤矿井巷工程验收规范》(GB50511-2012)、《煤矿井巷工程质量检验收规范》(GB50213-2012)及其它有关规定。
第二章地面相对位置及地质水文情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
表2.1地面相对位置及邻近采区开采情况表
水平名称
-1020m水平
巷道名称
X矿胶带运输大巷
地面标高(m)
+38.5m~+40.5m
井下标高(m)
-925m~-1018.2m
地面的相对位置及建筑物
该巷道位于风井井口东北侧90m,方位40°,巷道掘进穿过范围的地面相对位置为侯庄、XXX镇,其余为农田。
井下位置及四邻采掘情况
该巷道位于X矿回风大巷东南侧32.5m,东临X矿轨道大巷,目前还未施工;西邻X矿回风大巷,目前已施工200m。
除此外,附近无其它采掘活动。
第二节地质构造及煤(岩)层赋存特征
表2.2地层及煤层情况
地
层
及
煤
层
情
况
该巷道穿层掘进,依次穿过中砂岩、泥岩、粉砂岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩、细砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩、泥岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩、泥岩、粉砂岩、泥岩、煤2、粉砂岩、煤3、细砂岩、粉砂岩。
详细描述如下:
岩石名称
厚度(m)
岩性特征
中砂岩
2.1
浅灰色、呈斜层理、以石英为主、分选中等、钙质胶结
泥岩
5.8
灰色、褐紫色、灰绿色、平坦状块状、参差状断口、上部含少量砂质、充填方解石见滑面
粉砂岩
2.6
灰色、参差状断口、充填方解石、含植物叶化石
泥岩
1.7
灰绿色、褐紫色、团块状参差状断口
粉砂岩
3.6
灰色、薄层状、均匀、参差状断口、含植物叶化石、具细小垂直裂隙
细砂岩
2.4
浅灰绿色、呈斜层理、以石英为主、次圆状
中砂岩
4.1
浅灰色、呈斜层理、以石英为主、分选中等、钙质胶结
泥岩
0.8
灰绿色、褐紫色、团块状参差状断口
砂质泥岩
1
浅灰色参差状断口具裂隙充填方解石
泥岩
1.4
灰色、团块状参差状断口、具滑面
细砂岩
4.3
浅灰绿色、呈斜层理、以石英为主、次圆状、充填方解石
泥岩
3.82
灰色、团块状参差状断口、具滑面
表2.2地层及煤层情况(续)
地
层
及
煤
层
情
况
砂质泥岩
1.38
浅灰色参差状断口具裂隙充填方解石
泥岩
3.92
灰色、浅灰色、团块、状参差状断口、具裂隙及滑面、半充填方解石、含植物根部化石
粉砂岩
1.3
浅灰色、层状、参差状断口、中夹泥岩薄层,具裂隙,含植物茎化石、未充填
细砂岩
1
浅灰色、呈波状斜层理、分选中等、具裂隙,半充填
泥岩
0.8
浅灰色、团块状,具滑面
粉砂岩
1.8
浅灰色、平坦状断口,中央夹细砂岩薄层,含植物茎叶化石
泥岩
1.88
深灰色、块状、参差状,平坦状断口,具滑面及裂隙,未充填,含植物茎化石
细砂岩
1
浅灰白色、以石英为主,次为长石,分选中等,具垂直裂隙,充填方解石
泥岩
3.4
灰色、参差状断口,局部含砂质,见砂质包裹体,具滑面及裂隙,充填方解石,含植物茎化石
粉砂岩
2.3
灰色,呈波状层理,参差状断口,中夹细砂岩薄层,具裂隙,充填少量方解石及黄铁矿散晶,局部岩芯破碎
泥岩
2
灰色、参差状断口,局部含砂质,见砂质包裹体,具滑面及裂隙,充填方解石,含植物茎化石
粉砂岩
7.5
灰色,呈波状层理,参差状断口,中夹细砂岩薄层,具裂隙,充填少量方解石及黄铁矿散晶,局部岩芯破
泥岩
2.5
灰色、参差状断口,局部含砂质,见砂质包裹体,具
滑面及裂隙,充填方解石,含植物茎化石
煤2
0.6
灰色、团块状,参差状断口,含吩咐植物根化石,具滑面
粉砂岩(老顶)
7.72
灰色,呈波状层理,参差状断口,中夹细砂岩薄层,具裂隙,充填少量方解石及黄铁矿散晶,局部岩芯破
煤3
5.5
黑色,褐黑色条痕,条带状结构,以亮煤为主,次为镜煤,暗煤,内生裂隙发育,阶梯状断口,玻璃光泽,属半亮基煤。
细砂岩(老底)
7
灰色、灰白色,呈波状层理,以石英为主,次圆状,分选中等,具裂隙,半充填方解石。
粉砂岩
5
浅灰色,薄层状,呈波状层理,,平坦状、参差状断口,中夹细砂岩薄层,具裂隙,半充填方解石。
表2.3地址构造情况
地
质
构
造
情
况
X矿胶带大巷掘进范围内煤岩层倾向310°~340°,赋存产状稳定,平均倾角5°。
该巷道掘进揭露煤层后,沿3煤层顶板掘进。
3煤属较稳定煤层,结构较简单,一般含夹石0~4层,夹石岩性多为炭质泥岩及泥岩,煤层顶板为泥岩和粉砂岩,煤层底板为泥岩和粉砂岩,个别点为细砂岩。
该巷道掘进将穿过XF13正断层,该断层位于本区南部,倾向南西,倾角70°,落差0~60m,有5条地震测线穿过,其中A级断点3个,B级断点2个,该断层在区内延展长度1800m,属可靠断层。
根据煤层底板等高线,推测X矿胶带大巷掘进穿过该断层时,断层落差为19.2m。
该巷道掘进不受岩浆侵入体、岩溶陷落柱和古河流冲刷的影响。
构造
名称
走向
(°)
倾向
倾角
(°)
性质
落差
(m)
对掘进的
影响程度
揭露控制情况
XF13
NW
SW
70
正断层
0~60m
大
查明
第三节水文情况
表2.4水文地质情况及探放水措施
水
文
地
质
情
况
及
探
放
水
措
施
一、水文地质条件
1、M9含水层:
平均厚6.3m,属弱含水层,静储量有限,与深部含水层无水力联系,预计揭露后涌水量为1m3/h,对掘进影响不大。
2、M10含水层:
平均厚4.1m,属弱含水层,静储量有限,与深部含水层无水力联系,预计揭露后涌水量为1m3/h,对掘进影响不大。
3、3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层
该含水层为开采3(3上)煤层的直接充水含水层。
3煤层顶板砂岩含水层累计厚度7.00~35.90m,平均20.08m。
底板砂岩含水层平均厚度24.81m。
本区共有66个孔穿过该层位,漏水孔12个,漏水孔率18.2%,且大多分布在井田南部。
区内对3砂含水层抽水试验10多次,抽水试验结果表明3砂含水层富水性较弱,目前大部份抽水试验资料无丢失,仅报告文字中对单位涌水量记载,从现有的5次3砂抽水试验结果来看,3砂含水层单位涌水量为0.0011~0.0252L/s.m,因为1号井L4-5号孔是3砂漏水孔抽水时,水量较大(单位涌水量q=0.0252L/s.m),其余近10次抽水试验均表明3砂含水性较弱,单位涌水量q<0.01L/s.m。
因此3砂含水层总体来说富水性弱,补给条件不良,仅局部在构造裂隙发育段富水性强,水位标高+35.10m(1994年9月6日)~-10.30m(2006年4月),由于周边煤矿开采3煤时,对3砂的排水,3砂水位已整体大幅度下降,这点对XXX煤田的3煤开采并无影响。
4、三灰岩溶裂隙含水层:
三灰厚3.20-7.35m,平均5.02m,全区稳定。
浅灰-深灰色,局部含泥质和燧石结核,含丰富的海百合茎、蜓科及少量腕足类化石,岩溶裂隙较发育,被方解石充填或半充填,属岩溶裂隙含水层,三灰上距3煤平均87m左右,对3煤开采无影响,主要是建井期间大巷揭露出水。
井田内对三灰含水层抽水多次,从现在掌握的有抽水试验资料的4次抽水试验来看,三灰含水层富水性弱至中等,单位涌水量q为0.0022-0.1338L/s.m,矿化度3.929-4.132g/L,水质类型SO42-—K++Na.、Mg、Ca和SO42-—K++Na+,水位标高+34.54(1996年8月)~-8.70m(2006年4月)三灰水位整体有所下降。
5、XF13断层构造水
该巷道掘进将穿过XF13正断层,该断层位于本区南部,倾向南西,倾角70°,落差0~60m。
根据煤层底板等高线,推测X矿胶带大巷掘进穿过该断层时,断层落差为:
19.2m。
导水性不明。
需要提前钻探查明其导水性。
6、老空水
该巷道掘进不受老空水威胁。
表2.4水文地质情况及探放水措施(续)
水
文
地
质
情
况
及
探
放
水
措
施
二、掘进巷道三灰安全隔水层厚度计算
根据副井井检孔三灰抽水试验静水水位+29.50m计算,巷道掘进最低标高为-1018.2m,隔水层厚底按主、副井综合柱状图61.2m,计算底板隔水层承受的水头压力为11.06MPa。
据公式:
t=
=16.06………Ⅰ
t——安全隔水层厚度(m);
L——巷道底板宽度(m);
r——底板隔水层的平均重度(MN/m3);
Kp——底板隔水层的平均抗拉强度(MPa);
P——底板隔水层承受的水头压力(MPa);
式中:
L=4.4m;r=0.025MN/m3;Kp=0.4MPa;P=11.06MPa。
据Ⅰ式得tmax=16.06m<61.2m。
故正常块段掘进不受底板三灰水威胁。
三、涌水量预计
预计掘进通过M9含水层时,涌水量为1m3/h,掘进通过M10含水层时,涌水量为1m3/h,沿3煤顶板掘进时,正常涌水量为5m3/h。
穿过XF13正断层时,预计最大涌水量为30m3/h
四、防治水措施
1、严格执行“有疑必探,先探后掘”的探放水原则,对巷道掘进前方XF13正断层超前30m探查治理后才可掘进通过。
2、巷道低洼处及时施工水仓并安设排水能力不小于50m3/h的管路及设备,且保证正常运转,及时清挖水沟保证水流通畅。
3、掘进过程中加强水情观测,若有异常,及时汇报并采取措施处理。
最大涌水量
50m3/h
正常涌水量
7m3/h
影响掘进的其他地质情况
瓦斯
绝对涌出量:
CH4:
0.29m3/min;CO2:
0.65m3/min。
煤(矿)尘
具有爆炸危险性,爆炸指数为37.55%。
煤的自燃
矿井3(3上)煤层属于一类容易自燃煤层,发火期为4~8个月。
地温
地温为28.5℃,地温梯度为0.99℃/100m。
地压
无资料。
问
题
建
议
1、巷道爆破成形、出矸后,应及时初喷,封闭岩面,防止岩石吸水膨胀。
穿过泥岩时或换层时,应加强支护。
2、巷道初次揭露3煤,应加强瓦斯监控与放炮、通风管理。
3.在掘进中如发现有下列征兆时要立即撤出人员并向调度室汇报:
如煤层变湿,松软;煤帮出现滴水,淋水;矿压增大,底板鼓起;产生裂隙等。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
X矿胶带运输大巷位于煤仓按0°腰线40°方位角施工平巷80m作为机头硐室,再按-16°腰线施工278.8m见煤,,然后沿煤层顶板掘进1562m止,总工程量为1920m。
自P-5点前施工531米遇断层XF13,自P-5点前施工1281米遇断层F6,自P-5点前施工1350米遇断层F5,自P-5点前施工1705米遇断层XF15,施工水平巷道1641.2米,全长共计1920米。
1、巷道形状为矩形,B宽=4.6m,B净=4.4m,H荒=3.3m,H净=3.2m。
S荒=15.18m2,S净=14.082.
2、架棚巷道断面:
B上荒宽=4260m,B腰宽=3.4m,B上净宽=4.0m,B下净宽=4.56m,
H净高=3.2m。
3、躲避峒:
为确保施工时的运输安全,设计约每40m在顶板完整处,巷道左帮施工深1.5m的躲避峒,巷道形状为矩形,B净=2m,B荒=2.2m,H净=3.2m,H荒=3.3m,S掘=7.26m2,S净=6.4m2,净深=1.5m,喷体厚度100mm。
4、水仓断面规格:
净断面1--1为深×宽×高=2m×4.4m×3.3m;净断面2--2为深×宽×高=3m×4.4m×4.8m(巷道掘够5米后,要对水仓后3米进行起底,起低深度为1.5m)。
附图1:
《X矿胶带大巷工作面巷道平面布置图》
附图2:
《锚网巷道永久支护断面图》
附图3:
《架棚巷道永久支护断面图》
附图4:
《躲避峒永久支护断面图》
附图5:
《水仓永久支护断面图》
第二节矿压观测
一、观测
1、矿压观测对象。
2、矿压观测内容和测点布置
内容:
表面位移观测和顶板离层观测。
测点布置:
开门后50米设立测站,每200米一个测站,测站内50米一个测点,设置表面位移测点和顶板离层测点,观测时间一月内每天观测一次,一月后每周观测一次,观测结果整理、分析、存档,同时,根据分析结果,优化以后支护参数。
3、观测工具:
直、刚、皮尺,顶板离层仪,埋设部分压力盒。
4、观测人员责任落实:
由施工单位测量负责观测,将结果上报矿矿建部。
二、锚杆锚固力检测
掘进中,每班安注的锚杆要用扭矩扳手和液压测力计逐根进行检测,凡扭矩力达不到120N.m的锚杆要当班补打安装,并将检测结果记入专用记录本中备查。
三、顶板离层监测
1、顶板离层检测仪的布置:
施工过程中,选用LBY-3型顶板离层检测仪(矿方提供),自开门口处开始,在巷道顶板中部每50m到100m安设一台,各开门口及交岔门口处布置一台顶板离层检测仪。
2、顶板离层检测仪的安装:
(1)用直径36mm的钻头在顶板上打400mm深的眼,再用直径28mm的锚索钻头打5600mm深的眼,眼深共6000mm。
(2)用锚索钻杆将上部锚固器推至眼底,轻拉一下钢丝绳,确认锚固器已固定。
(3)用锚索钻杆将中部锚固器推至顶板以上4000mm位置处,轻拉一下钢丝绳,确认锚固器已固定。
(4)用锚索钻杆将下部锚固器推至顶板以上2000mm位置处,轻拉一下钢丝绳,确认锚固器已固定。
(5)将套管组件插入钻孔口,确保三个刻度尺移动顺畅,不受任何卡阻。
(6)将粗径刻度尺用与其相连的钢丝绳固定好,刻度尺外露10cm左右,截去多余的钢丝绳,确认刻度尺不受卡阻。
(7)将中径刻度尺用与其相连的钢丝绳固定好,刻度尺外露10cm左右,截去多余的钢丝绳,确认刻度尺不受卡阻。
(8)将细径刻度尺用与其相连的钢丝绳固定好,刻度尺外露10cm左右,截去多余的钢丝绳,确认刻度尺不受卡阻。
(9)记录下固定点与粗径刻度尺之间、粗径刻度尺与中径刻度尺之间,中径刻度尺与细径刻度尺之间的的三个数据,即为顶板离层指示仪的初始数据。
3、数据检测及资料整理分析:
(1)巷道内要悬挂顶板离层指示仪管理牌板,每10天由技术员或兼职人员进行填写,内容齐全,文字清晰。
(2)区队内要有正规的顶板离层指示仪检测记录表,由技术员或兼职人员填写,技术员或兼职人员上井后要及时填写,一式两份,每月向矿矿建部送交一份备查。
三、巷道表面位移观测
施工过程中,要对巷道表面位移情况及时进行观测,工作面掘出10m后设一组检测断面,两组检测断面间的距离为20m,每组检测断面设4个检测点,即顶板、底板及两帮各设一个,每24h由技术员或安全检测员检测一次,并将检测结果记入专用记录本中备查,每个检测点自设立之日起,连续检测时间不少于60天。
第三节支护设计
一、支护方式
自X矿胶带运输大巷变坡点处至迎头278.8米开始,巷道开始沿煤层顶板掘进,巷道支护方式:
1、临时支护
巷道临时支护采用吊环前探支架。
前探梁采用4寸的钢管2根,长度均不少于4m,用锚杆和吊环固定,前探梁间距不大于2.6m,吊环用直径159mm的钢管制作,吊环钢管长50mm,吊环内挖孔焊接高强螺帽,每根前探梁用不少于2个吊环固定,吊环螺丝拧入锚杆长度不小于30mm。
安装吊环的锚杆长度不小于支护巷道锚杆长度,每根锚杆均用2块树脂锚固剂固定,锚固力不小于120KN/根,木板规格:
4.2m×0.2m×0.05m,用2块木板和小杆配合小楔接顶背实。
2、永久支护
(1)顶部采用高强锚杆、锚索、W钢带,配合经纬网支护,W钢带排距800mm,锚杆间排距为800mm×800mm;锚索间排距为1000mm×800mm,锚索施工在W钢带中间。
(2)两帮采用等强锚杆、锚索、W钢带,配合经纬网支护,锚杆间排距为700mm×800mm,第一根锚杆布置在顶板下200mm处,向下按0.7m的间距布置其他4根,共布置5根锚杆,第一根锚杆上仰15°、第五根锚杆下倾15°;帮部锚索间排距为1400mm×1600mm,第一根锚索布置在顶板下1.4m处,向下按1.4m的间距布置第二根锚索,第二根锚索距底板0.5m,隔排施工,帮部两根锚索均与顶板成30°仰角。
(具体见平剖图)
(3)顶板破碎时,缩小钢带间距为600mm,顶板锚杆间排距为800mm×600mm;锚索间排距为1000mm×600mm,锚索施工在W钢带中间;帮部锚杆间排距为800mm×600mm,帮部锚索间排距为1400mm×1200mm。
(4)锚杆、锚索应横向成排,纵向成线。
顶部锚索按每排3根布置,间距为1m,边上锚索到荒帮距离1.3米;当两帮移进量大于0.3m时,在两帮加打锚索梁进行加强支护。
3、架棚巷道支护
(1)架棚巷道临时支护
当顶板破碎及过断层时,锚网索支护达不到支护要求,必须采取锚网索钢带喷浆支护及架棚双重支护。
架棚巷道均采用前探支架做临时支护。
前探梁由3根Л型钢,长度不得小于3.5m,每根设3个吊环固定,间距为800mm,前探梁必须紧随迎头前移,且必须用背板接实顶板,并保证牢固可靠。
(2)架棚巷道永久支护
施工中,当顶板压力大或过断层时,锚网索支护达不到支护要求,采用锚网索支护下同时套支4.4m开口的梯形铁棚作永久支护(复合支护),棚距0.8m,扎角5°,铁棚使用12#矿工字钢焊制,棚梁净里长4.0m,棚腿长3.4m,棚腿上端焊12#槽钢,防止棚梁因受压滑落,规格与棚梁相配套,下端焊制钢板,防止棚腿受压下沉,规格与棚腿相配套,6根小杆背顶,小杆均匀布置,靠近两帮的小杆要压肩,相邻支架间必须用拉钩固定,撑棒每帮各三根,第一根支在棚口处,第二根位于棚口以下0.3m处,第三根位于棚口以下1.8m处,顶部用小杆加实背牢,不能有重楔,工字钢棚要与巷道坡度一致且迎山有力。
4、锚杆支护参数:
(1)锚杆长度计算
按加固拱原理确定锚杆参数
锚杆长度:
L=N(1.1+B/10)=0.7×(1.1+5.2/10)=1.134m
式中:
B——巷道或硐室跨度,m;
N——围岩稳定性影响系数,不稳定围岩:
N=0.7
(2)锚杆株距、排距计算
设株排距相等,均为a,则:
a=
=
式中:
a-锚杆株排距,m;
雁达公司综掘三队掘进工作面作业规程
Q——锚杆设计锚固力,120KN/根;
L3——锚杆有效长度,1.134m;
r——被悬吊砂岩的重力密度,取25.48KN/m3;
K——安全系数,一般取K=2。
a=1.322(m)
通过以上计算可知,施工时顶板选用直径22mm、长度2400mm的高强预应力左旋无纵筋螺纹树脂让压锚杆,锚杆间排距800mm×800mm,能够满足设计要求。
5、锚索支护参数
巷道施工过程中,要采用锚索加强支护,锚索施工在W钢带空档内,排距为0.8m,间距为1.0m。
(1)确定锚索长度:
L=La+Lb+Lc+Ld
式中L——锚索总长度
La——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,m;
Lb——需要悬吊的不稳定岩层厚度,取2m;
Lc——上托盘及锚具的厚度,取0.2m;
Ld——需要外露的张拉长度,取0.3m;
按GBJ-1985要求,锚索锚固长度La按下式确定:
La≥K×
式中K—安全系数,取K=2;
d1——锚索钢绞线直径,取21.6mm;
fa——钢绞线抗拉强度,N/mm2(1920MPa,合1883.52N/mm2);
fc——锚索与锚固剂的粘合强度,取10N/mm2。
则
La≥2×
=2034.2016mm=2m
取La=5.7m,则L=5.7+2.0+0.2+0.3=8.2m
设计取锚索长度为8.2m。
(2)锚索倾角:
锚索垂直巷道顶板安装布置。
(3)锚索数目的确定:
N=K×
式中N——锚索数目;
K——安全系数,一般取2;
P断——锚索的最低破断率,353KN;
W——被吊岩石的自重,KN;
W=B×Σh×Σr×D
式中B——巷道掘进宽度,取最大宽度4.6m进行计算
Σh——悬吊岩石厚度,取2.5m;
Σr——悬吊岩石平均容重,19.992KN/m3。
D——锚索间排距,取不大于锚索长度的1/2,取2.0m。
则W=4.6×2.5×19.992×2.0=367.8528KN=431.8KN,
N=2×431.8/353=2.44根
通过以上计
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