xin长治县永丰矿井水文地质类型划分报告.docx

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xin长治县永丰矿井水文地质类型划分报告

山西长治羊头岭永丰煤业有限公司

矿井水文地质类型划分报告

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司

二O一一年八月

山西长治羊头岭永丰煤业有限公司

矿井水文地质类型划分报告

编制单位：

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司

总经理：

技术负责：

编制人员：

项目审核：

提交单位：

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司

提交日期：

二O一一年八月

文字目录

附图目录

图号

序号

图　　　名

比例尺

01

01

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司煤矿

构造纲要图

1：

5000

02

02

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司煤矿

矿区所处水文地质单元图

1：

100000

03

03

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司煤矿

3号煤层含水层等水位线图

1：

2000

04

04

山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司煤矿

3号煤层充水性图

1：

2000

附件目录

1、承诺书

2、采矿许可证副本（新证及原各矿旧证复印件）

山西长治羊头岭永丰煤业有限公司为查明矿区内主要可采煤层水文地质条件，并对其水文地质类型进行划分，进一步加强煤矿的防治水工作，按照国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局2009年颁布的《煤矿防治水规定》的要求编制煤矿水文地质类型划分报告。

第一章矿井及井田概况

1.1矿井及井田基本情况

永丰煤矿原为村办企业，分为南北两个生产坑口。

一坑口始建于1982年3月，1986年3月投产，批准开采3号煤层，竖井开采，设计能力均为0.09Mt/a，主副井均位于井田中部沟谷中，采用壁式炮采采煤方法，双滚筒罐笼提升，绞车运输，中央并列式通风，支护方式为放顶煤悬移支架，矿井正常涌水量为15m3/h,最大为20m3/h，为低瓦斯矿井。

二坑口始建于1994年10月，1998年4月正式投产，批准开采3号煤层，主副井均位于井田西南部，采用壁式炮采采煤方法，双滚筒罐笼提升，皮带运输及运输，中央并列式通风，支护方式为悬移支架，矿井正常涌水量为3m3/h,最大为6m3/h，为低瓦斯矿井。

两个坑口设计能力均为0.09Mt/a。

2004年进行采煤方法改革和系统配套改造后生产能力达到0.15Mt/a，2007年资源重组整合时关闭了一坑口，保留了现在的二坑口，2008年1月经山西省煤炭工业局批准，同意本矿进行机械化采煤升级改造，建设规模为0.45Mt/a。

2009年9月，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发〔2009〕37号文批复永丰煤矿为重组整合保留煤矿，将长掌煤矿整合，批准生产规模为0.6Mt/a。

，整合后矿井名称变更为山西长治羊头岭永丰煤业有限公司，重组整合后主体企业为山西长治羊头岭煤业有限公司。

2010年4月，山西省煤炭工业厅以晋煤行发〔2010〕276号文批复本矿核定生产能力为0.3Mt/a。

2010年4月20日，长治市煤炭工业局以长煤局规发〔2010〕128号文批复了山西长治羊头岭永丰煤业有限公司矿井兼并重组整合初步设计；2010年7月7日，长治煤监分局以长煤监〔2010〕72号文批复了本矿井兼并重组整合初步设计安全专篇。

2010年10月5日，长治市煤炭工业局以长煤局规发〔2010〕414号文批复了本矿井兼并重组整合改造项目的开工、施工日期，自2010年10月8日开始建设，工期13个月。

2010年12月23日变更了煤炭生产许可证。

2011年6月9日换发了安全生产许可证，许可生产能力为0.3Mt/a。

重组后生产规模为0.6Mt/a,新增生产能力0.3Mt/a,重组后井田面积为3.4431km2,新增面积0.0601km2,现采3号煤层，采煤工艺为综采放顶煤。

开拓方式：

立井开拓，通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，地面两台同等能力主扇风机型号为：

FBCDZNa19/2×110，一台工作，一台备用；井下运输方式：

刮板输送机、带式输送机；提升方式：

箕斗。

根据山西省国土资源厅2009年11月29日下发的采矿许可证（证号为C1400002009111220045874），开采标高890-1010m，由8个拐点坐标圈定，有效期2009年11月29日至2011年11月29日。

批准开采3号、15号煤层，开采方法为长壁式一次采全高，井田面积3.4431km2，核准矿区范围由以下8个拐点圈定，见表1-1。

表1-1矿界拐点坐标一览表

序号

6°带（北京54坐标系）

6°带（西安80坐标系）

X

Y

X

Y

1

3977500

19684700

2

3977500

19686400

3

3976300

19686400

4

3976300

19685800

5

3975500

19685800

6

3975900

19684300

7

3977200

19684080

8

3977200

196984700

1.2井田位置、交通

1、位置：

长治羊头岭永丰煤业有限公司矿井位于山西省长治县南端，与高平接壤，北距长治县城约35km，行政区划属长治县南宋乡管辖。

地理坐标为东经113°02′21″—113°03′28″，北纬35°53′31″—35°54′36″。

井田位于沁水煤田长治矿区，为一不规则多边形，东西长约2.30km，南北宽约2.00km，井田面积3.4431km2，批采3—15号煤层。

2、交通条件：

本井田位于长治县南面，距长治县城20km，长（治）—陵（川）公路从矿区东12km处通过，在荫城镇与公路相连；向西8km到南宋乡太义村可达长（治）—晋（城）高速公路和207国道，西距太（原）—焦（作）铁路东田良车站17km。

交通十分便利（交通位置见图1-1）。

图1-1交通位置示意图

3、相邻矿井位置关系

井田外围煤矿有红兴煤业有限公司、新建煤业有限公司、东掌煤业有限公司、兴隆煤矿、高平市刘家庙煤矿、高平市宋家煤矿。

见井田四邻关系图1-2。

图1-2

1.3地形地貌

井田位于太行山西侧，长治盆地南部，属低山丘陵地带，区内第四系发育，形成众多的黄土陡坡，二叠系基岩地层零星出露。

井田内地势四周高，中间低，最高点位于西北边界外，标高为1260.00m，最低点位于原一坑口附近，标高为1075.00m，属最低侵蚀基准面，最大相对高差185.00m。

主斜井井口标高1120m、付立井井口标高1140m、风井井口标高1142m，工业场地最底标高1137m。

通过野外调查，井田范围内无大型水体，永丰村东南角有一直径150米的水池，经长期观察无渗漏。

地表无塌陷、裂缝及滑坡现象。

1.4气象、水文

本区属暖温半湿润大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，雨热同季，温和适中。

冬季寒冷，雨雪稀少，春季干燥多风，春旱频繁，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，阴雨稍多。

年内常有干旱、霜冻、冰雹、暴雨、大风等灾害性天气发生，夏季多东南风，冬季多西北风。

据长治市气象站1989—2009年资料统计，年平均气温为9.1℃，最高气温37.6℃；最低气温为-23.0℃（1984年12月8日）。

年降水量最小为340.9mm（1965年），最大为832.9mm（1971年），平均595mm，雨季多集中在七、八、九三个月。

年平均蒸发量为1558mm，为降水量的3倍。

年平均无霜期170天左右，冰冻期为十一月至次年三月，最大冻土深度75cm。

一般冬季多西北风，夏季多东南风，最大风力10级，最大风速为14—16m/s。

本区属海河流域漳河水系，井田内无大的地表水体，雨季地表水形成短暂洪流由沟谷向西北汇入漳河水系浊漳河支流的陶清河。

东北部东掌村谷底雨季有溪流，向北汇入荫城河，其余沟谷均干沽无水。

1.5地震

区域内有史载的最早一次地震为公元167年6月18日其中破坏性的有8次，强度4-5级，据国家地震局对该区地震鉴定，本区处于临汾和邢台两大地震带之间为相对稳定区，属太行山亚弱地震带。

按照GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，调查区地震动反应谱特征周期（f）为0.45s，地震动峰值加速度为0.10g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。

1.6矿井排水设施现状

本矿现有D25-30×7型水泵3台，配30kW电机，正常涌水时1台工作,1台备用,1台检修，最大涌水时2台同时工作,1台检修。

另有D12-25×8型水泵2台，配用15kW电机（安装在采区运输巷水仓）。

井下共有主、副两个水仓，其中主水仓容积600m3，副水仓容积300m3，总容积900m3，可满足矿井60个小时的正常排水量。

沿副立井内敷设两趟排水管，内径为80mm钢管。

正常涌水时，其中一趟管路工作，一趟管路备用。

最大涌水时两趟管路同时工作。

矿井生产能力达到60万t/a时，矿井正常涌水量为15m3／h，最大涌水量为20m3/h。

24小时正常涌水量为24×15=360m3，最大涌水量为24×20=480m3。

实际排水高度181.4m。

矿井排水能力：

根据2011年3月16日山西煤矿矿用安全产品检验中心的《检验报告》，工作泵实测流量23.8m³/h，备用泵实测流量22.8m³/h，检修泵实测流量21.3m³/h。

1、工作泵排水能力

工作泵每小时排水量23.8m3/h，工作泵20h的排水量：

23.8×20=476（m3），矿井24h正常涌水量360（m3）。

能满足矿井正常涌水量时的要求。

2、工作泵和备用泵排水能力

工作泵和备用泵每小时的排水量23.8+22.8=46.6（m3/h），工作泵和备用泵20h的排水量为46.6×20=932（m3），矿井最大涌水时24小时的涌水量480（m3）。

工作泵和备用泵能满足矿井最大涌水量时的要求。

回风井沿井筒敷设2趟Φ80mm排水钢管作为矿井排水管路。

由上述及计算表明：

矿井排水泵的排水能力达到《煤矿安全规程》要求，具有抗灾能力，满足矿井疏水降压的要求。

第二章以往地质和水文地质工作概述

该区属沁水煤田长治矿区，基础地质工作开展较早，包括本井田及周边主要做了以下地质工作。

2.1普查、详查阶段的地质工作

1、1957—1958年华北煤田地质局152队，对本地区进行过煤田勘查和普查（包括本井田），编有《沁水煤田高平普查区煤田开发总体设计地质报告》，对区内地层、煤层进行了详细的划分。

2、1958年山西煤田地质勘探队114队在长治区进行了普查勘探，并于1959年12月提交了《沁水煤田长治南北普查区勘探报告》，山西省煤矿管理局地质勘探局复审技术委员会于1962年8月23日组织审查，并以第002号决议予以批准。

包括本井田。

3、1982年10月—1986年12月，114队进行了“山西省沁水煤田长治勘探区详查地质勘探”并于1987年10月提交了《长治勘探区详查地质报告》，山西省煤炭工业管理局于1988年2月10日组织审批，并以第8801号决议书予以批准。

包括本井田。

4、1983年5月—1984年6月，山西省地矿局212队在王庄煤矿进行了详查勘探，施工钻孔23个，总进尺5794m。

并提交了《山西省长治县王庄煤矿详查地质报告》，该报告于1985年2月经山西省地质矿产局地质矿产处以（85）晋地地字第17号文下达了审查意见书。

本井田位于王庄详查西南边缘并包括本井田一部分，本井田内施工有ZK9－1号钻孔。

本井田所施工的ZK9－1钻孔按照当时的有关规程规范进行了验收评级，质量较高，所取得的资料成果真实可靠，能被编制地质报告所利用

2.2矿区水文地质调查

一、水害调查报告

2008年11月我矿委托山西省煤炭地质一一四勘查院为我矿完成了《长治县南宋乡永丰村永丰煤矿水害调查报告》，该次调查认为本矿存在的水害有：

1、矿坑正常排水

该矿目前开采3号煤层，井下涌水量一坑为15—20m3/h，二坑为3—6m3/h，3号煤层其直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，将来由于煤层开采而产生的塌陷裂隙，局部受顶部K8砂岩裂隙含水层的影响，但其含水性较弱。

2、采空区积水

（1）本矿采空区

本矿始建于1982年，1986年投产，已产原煤250万吨左右，现保有储量966.1万吨，由于矿井的多年开采加之原周边矿井的偷采、乱采，使井田内3号煤层的采空区分布紊乱且极不规则，根据我矿三维地震勘探资料结合井下实际情况，将井田范围内采空区分为10处，见3号煤层充水性图，现将本矿10个采空区分述如下：

①、C1采空区：

位于井田范围的西北角，采空区面积不详，积水量不详，水位标高约970米。

②、C2采空区：

位于井田范围的北、东部，经调查，采空区面积20509m2，积水量约7000m3水位标高约970米。

③、C3采空区：

位于井田范围的西北部，经调查，采空区面积12416m2，无积水。

④、C4采空区：

位于井田范围的中西部，经调查，采空区面积69876m2，积水量约8000m3，水位标高约970米

⑤、C5采空区：

位于井田范围的中部，经调查，采空区面积134413m2，积水量约6573m3，水位标高约970米

⑥、C6采空区：

位于井田范围的北部，经调查，采空区面积41273m2，采空区无积水。

⑦、C7采空区：

位于井田范围的东北部，经调查，采空区面积348488m2，采空区无积水。

⑧、C8采空区：

位于井田范围的中部，经调查，采空区面积80448m2，积水量约3000m3，水位标高约970米

⑨、C9采空区：

位于井田范围的南部，经调查，采空区面积18674m2，积水量4000m2，水位标高约955米。

⑩、C10采空区：

位于井田范围的西南角，经调查，采空区面积143700m2，积水量20000m3，水位标高约955米。

（2）相邻煤矿采空区

红兴煤业：

位于该矿西北，原为村办企业，1987年投产，采煤方法长臂炮采落煤，工作面单式液压支柱支护，中央并列式通风方式，生产能力21万t/a。

该矿属低瓦斯矿井，2005年监测，3号煤层瓦斯相对涌出量3.84m3/t，绝对涌出量3.56m3/min，矿井涌水量1000~1500m3/d。

经调查，井下边界现已采空，本矿为上山采区，采空区无积水对本矿采掘不构成水患威胁。

新建煤业：

位于该矿北侧，1978年投产，生产能力30万t/a。

该矿属低瓦斯矿井，矿井涌水量20m3/h，即480m3/d。

其相邻的二坑口已在2007年资源整合时关闭，井田边界已为采空区，3号煤层底板东北高、西南低，采空区无积水，对本矿开采构不成水患威胁。

兴隆煤业：

位于本井田东侧，现采3号煤层，立井斜井混合开拓，生产能力15万t/a，该矿属低瓦斯矿井，矿井涌水15~20m3/d。

井田边界现均已采空，边界留有40米的防水煤柱，不影响本矿对3号煤的开采。

东掌煤业：

位于本井田东南侧，井田边界现均已采空，据调查3号煤层底板东高西低，底板标高为949.75米工作面长920米，采空区面积为25000m2有积水，积水量约为2700m3（访问），对本矿开采有一定影响。

高平宋家煤矿：

位于本井田南侧，该矿早已关闭，原为立井斜井混合开拓，属低瓦斯矿井，矿井涌水3~5m3/h，即72~120m3/d。

该矿位于本矿的下山部，其边界留有400米的公共煤田，对本矿开采无影响。

高平刘家庙煤矿：

位于本井田西南侧，该矿早已关闭，原为立井斜井混合开拓，属低瓦斯矿井，矿井涌水3~5m3/h，即72~120m3/d。

该矿位于本矿的下山部，对本矿开采无影响。

3、地表水

本区降水多集中在6—9月，多以洪流形式流出区外。

井田内无大的河流，雨后冲沟可有暂时流水，由东南向西北流向漳流直流，属季节性河流。

地表水和大气降水亦可沿基岩裂隙、断层裂隙入渗，或沿采空冒落顶、导水裂隙带入渗，井下涌水量随季节变化明显。

二、三维地震勘探

6、2010.1—2010.2中国煤炭地质总局水文物测队（本队）进行了《山西省长治县羊头岭永丰煤业有限公司三维地震勘探》，该报告查明了3号煤层底板起伏形态；查明了井田范围内采空区分布；查明了井田范围内断层12条、陷落柱9个。

断层、陷落柱破碎带及褶曲轴部裂隙带一般有利于地下水赋存，适当的走阻水及埋藏条件，极易形成富水区。

第三章地质概况

3.1地层

本井田位于沁水煤田长治矿区。

区内多被黄土覆盖，基岩多出露于井田山坡上，钻孔揭露地层自下而上依次为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组。

河谷及较平坦地区分布有新生界上第三系，第四系沉积。

现依据钻孔资料及地表出露情况由老至新分述如下：

1、奥陶系中统峰峰组（O2f）

井田内未出露。

岩性为深灰色厚层状石灰岩，顶部含泥岩、石灰岩角砾，裂隙较发育，含结核状、团块状黄铁矿。

2、石炭系中统本溪组（C2b）

岩性为灰—深灰色铝土质泥岩、粘土质泥岩及砂质泥岩，含鲕粒，底部一般具一层铁质粉砂岩或铁质泥岩（即山西式铁矿层），含菱、黄铁矿结核或透镜体，极不稳定，含植物根茎化石。

地层厚0.50-13.00m，平均厚7.30m。

与下伏地层呈平行不整合接触。

3、石炭系上统太原组（C3t）

本组为主要含煤地层之一，厚度105.39-121.75m，平均109.69m，岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、石灰岩及煤层。

其中含煤10层，分别为5、6、7、8、9、10、11、12、13、15号煤层，含石灰岩4层，分别为K2、K3、K4、K5，石灰岩中含动物化石，其它岩层中含植物化石。

4、二叠系下统山西组（P1s）

本组为主要含煤地层之一，厚度43.00-66.17m，平均56.09m，岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩、炭质泥岩及煤层，含煤3层，分别为1、2、3号煤层。

5、二叠系下统下石盒子组（P1x）

主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成，区域地层厚44.82-59.39m，平均54.67m。

底部为K8砂岩，见水平层理、缓波状层理、斜层理；泥岩中常含大量鲕粒，顶部为灰、绿灰、紫红色铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”，以富含菱铁质鲕粒为特征是良好的辅助标志层。

井田东北边界外局部见出露。

6、二叠系上统上石盒子组（P2s）

在本井田内有基岩出露，最大残留厚度195.80m。

均为下段地层，以灰绿色、紫红色砂质泥岩、泥岩为主，夹灰—灰绿色中厚层状、中、粗粒砂岩，上部泥岩中含少量铝质，局部含菱铁质鲕粒和结核。

砂岩具斜层理，交错层理，分选性差。

7、第三系上新统（N2）

本井田东北部有零星出露，岩性为棕红色粘土，厚度0-10m，平均5m。

8、第四系中、上更新统（Q2+3）

区内广泛分布，厚度0—57.21m，平均25.00m，上部为棕黄色，灰黄色亚粘土，下部为红褐色、棕红色亚粘土、粘土，含较多钙质结核。

3.2构造

本区处于山西地台沁水块坳中南段，属沁水复式向斜东翼与太行复式背斜西翼的过渡区，晋获褶断东侧。

区域构造线方向与地层总体走向一致，均为北北东向，地层倾向北西，倾角平缓，一般3~10°，多为平缓而开阔的波状褶曲。

井田位于沁水煤田长治矿区。

井田内总体以宽缓褶曲为主，永丰背斜轴部位于井田中部，轴向为北东向，向南西倾伏，两翼地层倾角3—8°之间。

根据我矿委托华盛水文地质勘探工程公司第五分公司2010年2月编写《山西省长治羊头岭永丰煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》叙述，井田内发现背斜一条，正断层12条，陷落柱9个；现将主要构造特征分述如下：

一、褶皱

永丰背斜，位于永丰村东南，呈NE-SW走向，两翼地层倾角为2-4°，井田内延伸长度为1350m，由两端延伸出区外，轴部出露地层为二叠系上统上石盒子组。

二、断层

1、F1断层：

位于井田西部，走向N30E,倾向SE，倾角65°，断距0—5米，延伸长度178米。

2、F2断层：

位于井田西部，走向NWW，倾向SSW，倾角70°，断距0—34米，井田内延伸长度535米。

3、F3断层：

位于井田西部，走向NWW，倾向NNE，倾角70°，断距0—28米，井田内延伸长度460米。

4、F4断层:

位于井田西部，走向NW，倾向NE，倾角65°，落差0—6m。

延伸长度460米左右。

5、F5断层:

位于井田中南部，走向NW，倾向SW，倾角70°，落差0—6m。

井田范围内延伸长度700米左右。

6、F6断层：

位于井田中部，走向NWW，倾向NNE，倾角65°，根据井田三维地震查明该断层在本井田东部落差46m，往西落差变小至尖灭。

井田范围内延伸长度1090米。

7、F7断层：

位于井田东部，走向N45°W,倾向SW，倾角60°，落差0—15m。

井田范围内延伸长度180米左右。

8、F8断层：

位于井田东部，走向N40°W,倾向SW，倾角55°，落差0—9m。

井田范围内延伸长度420米左右。

9、F9断层：

位于井田东部，走向N40°W,倾向NE，倾角55°，落差0—15m。

井田范围内延伸长度235米左右。

10、F10断层：

位于井田东部，走向N20°E，倾向NW，倾角60°，落差0—17m。

井田范围内延伸长度215米左右。

11、F11断层：

位于井田中部，走向N30°E，倾向NW，倾角60°，落差0—13m。

井田范围内延伸长度480米左右。

12、F12断层：

位于井田中部，走向N30°E，倾向NE，倾角60°，落差0—5m，井田范围内延伸长度145米左右。

三、陷落柱

1、DX1陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田西部，椭圆形态，长轴110米，短轴31米。

2、DX2陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田北部，椭圆形态，长轴250米，短轴100米。

3、DX3陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田北部，近似圆形，长轴73米，短轴61米。

4、DX4陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田北部，椭圆形态，长轴135米，短轴40米。

5、DX5陷落柱:

为三维地震解释陷落柱，位于井田中部，近似圆形，长轴116米，短轴112米。

6、DX6陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田北部，近似长方形，长101米，宽71米。

7、DX7陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田东部，椭圆形态，长轴110米，短轴86米。

8、DX8陷落柱：

为三维地震解释陷落柱，位于井田东部，椭圆形态，长轴135米，短轴48米。

9、DX9陷落柱：

为三维地震解释陷落柱,位于井田南部，椭圆形态，长轴64米,短轴32米。

断层、陷落柱破碎带、褶曲轴部裂隙带一般有利于地下水的赋存，如遇到适宜的阻水及埋藏条件，极易形成富水区。

综上所述，井田内地质构造属中等类型。

见井田构造纲要图

图3—1井田构造纲要图

3.3岩浆岩

井田内没发现岩浆岩。

3.4煤层及煤质

一、煤层

1、含煤性

井田内含煤地层为太原组和山西组，太原组含灰岩4层。

含煤10层。

编号自上而下为5、6、7、8、9、10、11、12、13、15号，其中15号煤层为全区稳定可采煤层，其余煤层均不稳定，不可采，地层平均总厚109.69m，煤层平均总厚6.84m，含煤系数为6.24%。

2、可采煤层

井田内可采煤层为山西组3号煤层及太原组15号煤层，其特征见表3-2。

二、煤的物理性质

各煤层一般以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带。

15号煤层含少量黄铁矿结核。

其煤岩类型与煤岩组份见表3-1、3-2、3-3。

含煤地层

煤层编号

煤层厚度（m）

最小-最大

平均

层间距离（m）

最小-最大

平均

夹矸层数

结构

稳定性

可采性

顶底板岩性

赋存部位

倾角

（°）

密度

（t/m3）

顶板

底板

P1s

3

4.52-4.78

4.66

99.52-115.81