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南溫河鎢礦井下區(qū)域受控循環(huán)通風技術應用的安全保障研究

文檔作者：李錦峰謝賢平郭寧文檔來源： 1．昆明理工大學國土資源工程學院 2．云南金誠信力合礦山工程設計院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月09日
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第28卷第6期
2012年12月
有色礦冶
NoN —FERR0US M G AND M ETALLURGY
Vo1_28．№ 6
December 2012
文章編號：1007—967X(2012)06—0014—05
南溫河鎢礦井下區(qū)域受控循環(huán)通風技術應用的安全保障研究
李錦峰 ，謝賢平 ，郭 寧
(1．昆明理工大學國土資源工程學院，昆明650093；2．云南金誠信力合礦山工程設計院有限公司，昆明650217)
摘要：受控循環(huán)通風技術安全高效運行的前提和基礎是能夠對系統(tǒng)內各個參數(shù)進行有效的監(jiān)測
監(jiān)控，從而確保循環(huán)區(qū)的安全運行，進而有效扼制循環(huán)區(qū)事故的發(fā)生。南溫河鎢礦一采選
廠1 232 m中段針對礦山目前出現(xiàn)的通風問題，提出應用受控循環(huán)通風新技術來解決這些
問題的構想，為了確保該技術的安全、高效運行，本文就循環(huán)系統(tǒng)中需要進行監(jiān)測監(jiān)控的
目標參數(shù)提出了要求，并根據(jù)南溫河鎢礦循環(huán)系統(tǒng)的特殊性，增加了一些監(jiān)控參數(shù)，彌補
了《金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)范》中對使用柴油設備時井下有毒有害氣體
n 監(jiān)測監(jiān)控的空缺。
關鍵詞：受控循環(huán)通風技術；無軌運輸；監(jiān)測監(jiān)控；安全
中圖分類號：TD72 文獻標識碼：A
0 前言
受控循環(huán)通風技術是二十世紀六、七十年代在
英國興起的一項通風新技術，旨在通過合理利用凈
化后的污風，提高作業(yè)面的有效風量率，改善井下作
業(yè)面環(huán)境條件。大量研究表明，礦井通風能耗與礦
井入風量的立方成正比¨J。對于一定的通風網(wǎng)絡，
風量增加一倍，能耗就可增加八倍。所以該技術的
應用，可以有效減少礦井人風量，減少礦井通風能
耗，提高礦山經(jīng)濟效益。云南文山麻栗坡紫金鎢業(yè)
集團有限公司南溫河鎢礦針對礦山目前第一采選廠
1 232 m中段南翼現(xiàn)有的通風能力不足、采空區(qū)漏
風、局扇布局混亂等問題，提出利用經(jīng)過人為的、有
意識的監(jiān)測、控制的循環(huán)風來解決井下通風問題的
構想。
對循環(huán)風進行監(jiān)測監(jiān)控是應用該項技術的前提
和基礎保障，本文結合國務院2010年7月19日《關
于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》國發(fā)
[2010]23號、《國家安全監(jiān)管總局關于印發(fā)金屬非
金屬地下礦山安全避險“六大系統(tǒng)”安裝使用和監(jiān)
督檢查暫行規(guī)定的通知》安監(jiān)總管[2010]168號、
《國家安全監(jiān)管總局關于切實加強金屬非金屬地下
礦山安全避險“六大系統(tǒng)”建設的通知》安監(jiān)總管
[2011]108號和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2011
年9月1日實施的《金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控
系統(tǒng)建設規(guī)范(AQ2031—2011)》等文件的學習，就
南溫河鎢礦循環(huán)風監(jiān)控系統(tǒng)的特殊性，指出了礦山
監(jiān)控的目標和方向，以期為礦山實踐該項技術提供
參考。
1 循環(huán)風引起的安全問題及控制措施
1．1 循環(huán)風系統(tǒng)引起的安全問題
(1)風機突然停止
當循環(huán)風機出現(xiàn)故障突然停止時，循環(huán)區(qū)域內
的有毒有害氣體濃度會陡增，這增加了區(qū)域作業(yè)的
危險性，可能會引發(fā)中毒、爆炸等事故；同時，當主扇
突然停止時，導致新鮮風流供給不足，也可能引發(fā)相
應的安全問題。
(2)循環(huán)區(qū)火災
當循環(huán)工作面或回風巷發(fā)生火災時，火災會產(chǎn)
生大量的CO、煙霧等，這些氣體會隨循環(huán)風進入工
作面進風巷，造成事故的惡化或二次事故的發(fā)生。
(3)循環(huán)風機的噪聲
循環(huán)風機的運行過程中，如不加以控制風機噪
聲，會對風機運行附近作業(yè)人員的健康造成影響，引
發(fā)安全問題。
(4)循環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測預警失效
循環(huán)區(qū)監(jiān)測預警系統(tǒng)就像人的鼻子，它可以及
時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有毒有害氣體的超標情況，為礦山?jīng)Q
策提供技術保障，一旦其失效，可能會引發(fā)諸多安全
問題。
收稿日期：2012—07—25
作者簡介：李錦峰(1987～)，男，云南曲靖人，工學碩士，安全技術及工程專業(yè)，研究方向為礦井通風。
第6期 李錦峰等：南溫河鎢礦井下區(qū)域受控循環(huán)通風技術應用的安全保障研究 15
1．2 循環(huán)風事故預防措施
循環(huán)通風系統(tǒng)運行不好會引發(fā)安全問題，這非
但不能為礦山帶來效益，還可能會造成礦山經(jīng)濟損
失，因此，實施該項技術過程中，需在進行系統(tǒng)綜合
分析的基礎上，采取如下措施加以預防，保證系統(tǒng)運
行安全。
(1)確保循環(huán)風機供電系統(tǒng)穩(wěn)定，采用雙電機、
雙電源供電，并嚴格實行風、電、有毒有害氣體濃度
閉鎖；
(2)安裝循環(huán)風機消聲器；
(3)應在循環(huán)通風區(qū)內建立可靠的火災報警控
制系統(tǒng)；
(4)應用受控循環(huán)通風時，需在系統(tǒng)中安設必
要的降塵裝置，依據(jù)循環(huán)系統(tǒng)合理選擇相應的裝置，
確保工作區(qū)粉塵濃度符合安全規(guī)程；
(5)為避免炮煙循環(huán)運行，放炮時應停止循環(huán)
風機工作；
(6)無論采用何種組合形式的區(qū)域性受控循環(huán)
通風系統(tǒng)，均應在循環(huán)橫巷中安設正反向風門，當循
環(huán)風流通過時，風門打開。循環(huán)風機停轉時，風門關
閉，以防風流短路；
(7)循環(huán)橫巷需盡量遠離用風地點。一方面有
利于粉塵自然沉降，也有利于工作面熱量傳遞到巖
層中；
(8)加強機電設備的維修，保證循環(huán)通風區(qū)內
機電設備完好；
(9)應有可靠的避災路線，一且發(fā)生事故(特
別是明火火災)能保證礦工安全撤離循環(huán)通風區(qū)；
(1O)加強受控循環(huán)通風技術實踐應用前的技
術論證工作，必要的現(xiàn)場試驗可以有助于其提前發(fā)
現(xiàn)問題；
(1 1)監(jiān)測點需嚴格按照設計要求進行布置安
裝，監(jiān)測監(jiān)控設備需購買滿足國家標準的，監(jiān)測工作
需按照操作規(guī)范進行，確保監(jiān)測工作的準確性；
(12)不應過份強調受控循環(huán)通風是解決井下
風量不足、粉塵、高溫等問題的唯一選擇，它不能代
替常用的通風系統(tǒng)，而只是改善通風，一旦循環(huán)風機
關閉，主風流必須能使用風地點的空氣質量合乎規(guī)
程要求 。
2 循環(huán)風安全監(jiān)測監(jiān)控
有效的控制井下區(qū)域受控循環(huán)通風系統(tǒng)，不但
不會影響主扇的運行效果，只要監(jiān)控措施得當，其在
很大程度上可以減少進風量，實現(xiàn)礦井通風節(jié)能與
井下環(huán)境改善。隨著我國井下監(jiān)測監(jiān)控設備的進一
步開發(fā)與研究，能對區(qū)域受控循環(huán)通風系統(tǒng)實施連
續(xù)監(jiān)控，為該技術的實踐應用創(chuàng)造了必要的前提條
件。
2．1 受控循環(huán)風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設的目的及
意義
2010年，國發(fā)[2010]23號文指出“煤礦、非煤
礦山要制定和實施生產(chǎn)技術裝備標準，安裝監(jiān)測監(jiān)
控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自
救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡系統(tǒng)等技術裝備，
并于3年之內完成。逾期未安裝的，依法暫扣安全
生產(chǎn)許可證、生產(chǎn)許可證” ，這拉開了我國金屬非
金屬礦山井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設的序幕，為受控循
環(huán)通風技術的廣泛應用帶來了技術支撐。
井下循環(huán)風的控制是指對循環(huán)系統(tǒng)內的各項參
數(shù)按照設計要求進行合理控制，主要表現(xiàn)在對循環(huán)
風流大小的控制(對循環(huán)風機的監(jiān)控)、外來新風流
大小的控制以及異常情況的安全控制。對這些參數(shù)
的控制可以確保工作面O 、CO 和有毒有害物的濃
度、溫度、風速滿足安全生產(chǎn)；同時對于循環(huán)區(qū)出現(xiàn)
火災等異常情況，可以利用安全控制裝置進行及時
控制，避免災害的擴散，減少礦山事故損失¨ ，因
此，只有對循環(huán)風進行合理有效監(jiān)控，才能確保受控
循環(huán)通風技術使用的安全性 J。通常情況下使用
監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)會為企業(yè)提高本質安全，但是如果監(jiān)
控無效的話反而會為企業(yè)帶來安全隱患，這就要求
監(jiān)控裝備齊全、數(shù)據(jù)準確、斷電可靠、處置迅速 曲 ；
監(jiān)控中心能適時反映監(jiān)控場所各項濃度的真實狀
態(tài)，當出現(xiàn)濃度超限時，能夠及時切斷工作場所的電
源，迫使停止循環(huán)通風，必要時需要停止采掘作業(yè)活
動；要制定循環(huán)通風事故應急預案，當濃度超限和各
類異常現(xiàn)像出現(xiàn)時能夠迅速做出反應，采取正確的
應對措施，使事故得要有效控制。
2．2 受控循環(huán)風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設要求
結合國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局201 1年9月
1日實施的中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準《金
屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)范(AQ2031
— 2011)》，針對受控循環(huán)通風技術應用的實際情
況，本文提出了礦山實施受控循環(huán)通風系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)
控系統(tǒng)的一些要求，當然，對于不同的礦山，要求需
做有針對性的調整。
2．2．1 對系統(tǒng)的要求
(1)有瓦斯威脅的金屬非金屬礦井必須裝備礦
井安全監(jiān)控系統(tǒng)；
16 有色礦冶 第28卷
(2)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)必須24 h連續(xù)運行；
(3)接人安全監(jiān)控系統(tǒng)的各類傳感器應符合
AQ6201—2006的規(guī)定，穩(wěn)定性應不小于15 d；
(4)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的數(shù)據(jù)及狀態(tài)應
傳輸?shù)降孛嬷鳈C，針對采用受控循環(huán)通風的礦山，其
監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必須與全礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能夠融
合；
(5)礦井必須按礦用產(chǎn)品安全標志證書規(guī)定的
型號選擇監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器、斷電控制器等關聯(lián)設
備，嚴禁對不同系統(tǒng)間的設備進行置換；
(6)集團化的礦井必須實現(xiàn)本集團礦井安全監(jiān)
控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；
(7)各礦安全監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠上傳到集團公司和
省安全監(jiān)察局，礦級安全監(jiān)測中心要密切管理維護
好上傳通信網(wǎng)絡，不能發(fā)生無故中斷現(xiàn)象；
(8)具有循環(huán)系統(tǒng)內各項參數(shù)的模擬監(jiān)測，可
以實現(xiàn)系統(tǒng)內設備的開停，循環(huán)風門的開合操作；
(9)系統(tǒng)能夠對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行保存?zhèn)浞荩?
(10)系統(tǒng)宜具有網(wǎng)絡通信功能，以便于礦領導
及上級主管部門對監(jiān)控信息的利用 。
2．2．2 對監(jiān)控設備的要求
礦井安全監(jiān)控設備必須工作穩(wěn)定、性能可靠，嚴
禁由于設備在設計、制造中的隱患引起事故或危及
人身安全。用于監(jiān)測監(jiān)控的電纜，必須使用專用型
號，禁止與其他電纜共用，同時，一旦該電纜出現(xiàn)故
障，需能夠通過其他方式了解循環(huán)系統(tǒng)的運行情況，
以便決策。
3 南溫河鎢礦循環(huán)通風系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控
系統(tǒng)目標
文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團有限公司南溫河鎢礦
的前身為原麻栗坡縣金榮礦業(yè)有限公司南溫河鄉(xiāng)南
秧田鎢礦 J。該礦第一采選廠1 232 m中段地下開
采系統(tǒng)采用“平硐+斜坡道”開拓方法，運輸方式為
無軌運輸。
3．1 南溫河鎢礦監(jiān)控系統(tǒng)建設的特殊性
《金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)范
(AQ2031—2011)》對礦山井下無柴油設備運行時的
有毒有害環(huán)境監(jiān)測做出了明確規(guī)定，還對監(jiān)測設備
的安裝布置做出了明確說明，但是，對于采用無軌運
輸?shù)牡V山，在執(zhí)行建設規(guī)范過程中，對有毒有害氣體
的監(jiān)測濃度標準出現(xiàn)了分歧，具體表現(xiàn)如下：
3．1．1 金屬非金屬礦山礦山安全規(guī)程
金屬非金屬礦山礦山安全規(guī)程(GB16423—
2006)第6．4．1．3條中說明“井下作業(yè)地點的空氣
中，有害物質的接觸限值應不超過GBZ 2的規(guī)
出"[9]
^匕 O
查閱中華人民共和國衛(wèi)生部2007年11月1 Et
實施的中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標準《工作場
所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學有害因素
(GBZ 2．1—2007)》后發(fā)現(xiàn)，該標準對于工作場所有
害因素職業(yè)接觸限值做出了規(guī)定，對于采用柴油設
備產(chǎn)生的甲醛和丙烯醛在空氣中的容許濃度也有規(guī)
定，如表1所示。
表1 工作場所空氣中化學物質容許濃度
序號中文名— 備注
注：0EIJs——職業(yè)接觸限值，指勞動者在職業(yè)活動過程中長期反復
接觸，對絕大多數(shù)接觸者的健康不引起有害作用的容許接觸水平；
PC—TwA——時間加權平均容許濃度，即以時間為權數(shù)規(guī)定的8 h
工作日、40 h工作周的平均容許接觸濃度；PC—sTEL——短時間接
觸容許濃度，即在遵守PC—TWA前提下容許短時間(15 min)接觸
的濃度；MAC—— 最高容許濃度，工作地點、在一個工作日內、任何
時間有毒化學物質均不應超過的濃度。
3．1．2 冶金地下礦山安全規(guī)程
該規(guī)程對井下有、無柴油設備時，有毒有害氣體
的濃度做出了規(guī)定：第5．1．3條“井下作業(yè)地點(無
柴油設備的礦井)，有毒有害氣體的濃度不得超過
表3—2的規(guī)定”。第5．1．5條“使用柴油機設備的
礦井，井下作業(yè)地點有毒有害氣體的濃度，應符合表
3—2規(guī)定”¨ 。
表2 礦山井下有毒有害氣體濃度表
參數(shù) 標準[(mg／m )／ppm] 備注
3．1．3 金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)
范
第6期 李錦峰等：南溫河鎢礦井下區(qū)域受控循環(huán)通風技術應用的安全保障研究 17
該規(guī)范對井下有毒有害氣體的濃度做出了如下
規(guī)定，見表3。
表3 礦山井下有毒有害氣體濃度表
參數(shù) 標準[(mg／m )／ppm] 備注
3．1．4 《礦井風流流動與控制》一書
該書為冶金工業(yè)出版社2007年出版，該書第
27頁“礦內空氣中有毒有害氣體的允許濃度”一節(jié)
這樣寫道：
表4 礦內空氣中有毒有害氣體最大允許濃度 ”
參數(shù) 標準[(mg／m )／ppm] 備注
3．2 南溫河鎢礦監(jiān)控系統(tǒng)建設目標
表5 南溫河鎢礦循環(huán)通風系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控目標匯總表
監(jiān)控對象 監(jiān)控參數(shù) 監(jiān)控目標 建設要求
粉塵濃度小于0．5 mg／m 無特殊要求
一氧化碳濃度 24 ppm 傳感器眶頂板應不大于0．3 m
二氧化氮濃度 2．5 ppm 傳感器距底板應不高于1．6 m
新鮮風流硫化氫濃度 6 ppm 傳感器距底板應不高于I．6 m
進風巷道二氧化硫濃度 5．3 ppm 傳感器距底板應不高于1．6 m
溫度 低于28℃ 傳感器距頂板應不大于0．3 m
甲醛0．44 ppm 無特殊要求
墮墮壁 ： 絲￡￡竺 塹 墾
粉塵濃度小于2 mg／m 無特殊要求
回采工作面氧氣濃度 大于20％ 無特殊要求
二氧化碳濃度小于0．5％ 無特殊要求
基于《金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設
規(guī)范))AQ2031—2011未對有柴油設備運行的礦山
有毒有害氣體允許濃度做具體的要求，本文在充分
參考我國現(xiàn)有法規(guī)的基礎上，提出礦山采用受控循
環(huán)通風技術過程中，其監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)需要達到的建
設目標，此目標以《金屬非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控
系統(tǒng)建設規(guī)范》為基礎，該規(guī)范中沒有考慮的，以
《金屬非金屬礦山礦山安全規(guī)程》中的要求進行建
設。
析，得出的結論為：循環(huán)風安全運行的前提和基礎是
對循環(huán)區(qū)進行有效的監(jiān)測監(jiān)控；
(2)基于我國現(xiàn)有規(guī)程、規(guī)范、著作對于井下有
柴油設備運行時的有毒有害氣體最大允許濃度的標
準不統(tǒng)一，造成該項技術運用過程中，對于監(jiān)控參數(shù)
的設定存在分歧，本文對于標準的解讀為以《金屬
非金屬地下礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)范》為基礎，
該規(guī)范中沒有考慮的，以《金屬非金屬礦山礦山安
全規(guī)程》中的要求進行建設；
(3)本文對南溫河鎢礦提出受控循環(huán)通風監(jiān)測
監(jiān)控系統(tǒng)需要達到的目標，是依托于南溫河鎢礦目
前已經(jīng)編制完成《文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團有限公
司南溫河鎢礦南秧田礦區(qū)井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下
人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水
施救系統(tǒng)和緊急避險系統(tǒng)設計研究報告》¨ 。由于
礦山應用受控循環(huán)通風技術及建設六大系統(tǒng)的緊迫
性，針對礦山的實際情況，文中提出了“南溫河鎢礦
循環(huán)通風系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控目標”，該目標是基于循環(huán)
區(qū)安全運行的基礎上提出的，同時其對于全礦監(jiān)測
監(jiān)控系統(tǒng)建設而言，也具有借鑒意義；
(4)循環(huán)通風技術應用的安全保障還有：建立
必要的循環(huán)風管理制度、明確循環(huán)通風系統(tǒng)中各個
崗位職責、建立循環(huán)風管理臺賬和報表、建立循環(huán)風
系統(tǒng)操作規(guī)程、編制循環(huán)風系統(tǒng)應急預案、將循環(huán)風
管理納入重點工程管理范疇等。只有在技術、管理
上對該項技術的實際應用提供安全保障，才能確保
其發(fā)揮自身優(yōu)勢，保障礦山安全、高效、經(jīng)濟運行。
參考文獻：
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(下轉第21頁)
第6期 宮銳等：系統(tǒng)可控循環(huán)風技術在紅透山礦的應用實踐
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[5] 鹿廣利．大區(qū)域可控循環(huán)風應用實踐[J]．煤炭科學技術，2000
(7)：5—7．
The Application of Controllable System Circulating Air
Technology in Hongtoushan M ine
GONG Rui，SHI Chang—yan
(China Nonferrous Hongtoushan Fushan Mining Group Co．，LTD，F(xiàn)ushun 113321，China)
Abstract：The Hongtoushan mine has been exploited for more than fifty years，the depth of the exploitation has get
more than 1 300 meters，due to the strong ventilation system resistance、the unreasonable network structure、the
strong pressure of the natural wind、the low capacity of the system expansion，leading to the deep and remote locations
flow not smooth，poor working environment，affects the benign operation of mining production to a certain extent．
Therefore，the technology of system circulating air was propose to adopt：first to transform the goaf、the roadway
and the patio of shallow abandoned areas，adds a set of parallel air return air path and supplemented by some
purifying means on this basis，such as spraying and adsorption，control standard gas to release and into the general
air；matching to take multi—point gas monitoring and throttle remote control and other technical measures，to en—
sure that the system operation is safe，reliable and efficient．Practice shows that the system operation，has been achieved
a significant breakthrough in technology and gets a remarkable effect．
Key words：controllable circulating wind；goaf；purification；remote monitoring
≯ ＼0 ‘ 、
(上接第l7頁)
[9] 國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局．金屬非金屬礦山安全規(guī)程
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云南倚天綠色能源科技有限公司．文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團
有限公司南溫河鎢礦南秧田礦區(qū)井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人
員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和
緊急避險系統(tǒng)設計研究報告[R]．昆明：2012．
Safety and Security Study on Application of Regional Controlled Circulation
VentilationTechnol
f 1．Faculty ofLand Resource E
es for Nanwenhe River Tungsten Underground M ining
LI Jin—feng ，XIE Xian—ping ，GUO Ning

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