采矿学题库

煤矿开采学题库（简答）
第一章
1．阶段内的再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？
答：
阶段内的划分一般有三种方式：采区式、分段式、带区式。

采区式划分应用非常广泛，一般走向长度较大的井田都可以使用。

分段式划分适用于地质构造条件简单、走向长度较小的井田。

带区式划分适用于煤层倾角小于12°、采用倾斜长壁采煤法的井田。

2．矿井有哪些主要生产系统。

12-13
答：
矿井主要生产系统有：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、动力供应系统。

第二章
3壁式体系采煤法有哪些主要特点？较柱式体系相比有何优缺点？
答：
（1）通常具有较长的采煤工作面长度，先进采煤国家其工作面长度多在200m以上；
（2）在采煤工作面两端至少各有一条巷道，用于通风和运输；
（3）随采煤工作面掘进，应有计划的处理采空区；
（4）采下的煤沿平行于采煤工作面的方向运出采场。

较柱式体系采煤法相比，有煤炭损失少、回采连续性强、单产高、采煤系统较简单、对地质条件适应性强等优点，但也有采煤工艺装备比较复杂的缺点。

4柱式体系采煤法的主要特点，使用条件是什么？
答：
（1）一般工作面长度不大但数目较多，采房和回收煤柱设备合一；
（2）矿山压力显现较弱，在生产过程中支架和处理采空区工作比较简单，有时还可以不处理采空区；
（3）采场内煤的运输方向是垂直于工作面的，采煤配套设备均能自行行走，灵活性强；（4）工作面通风条件较壁式采煤法差，采出率也较低。

一般用于埋藏较浅的近水平薄及中厚煤层，并要求顶板较好、瓦斯涌出量少的地质条件。

5．采煤方法分类的依据是什么？
答：
依据采煤方法体系、整层与分层、推进方向、采空区处理、采煤工艺等进行分类
6．我国常用的采煤方法有哪几种? 其个应用比重高的有几种？
答：
我国常用的采煤方法有：单一走向长壁采煤法，单一倾斜长壁采煤法，刀柱式采煤法，大采高一次采全高采煤法，放顶煤采煤法，厚煤层倾斜分层采煤法，厚煤层水平、斜切分层采煤法，水平分段放顶煤采煤法，掩护支架采煤法，水力采煤法和柱式体系采煤法。

其中应用比例较高的采煤方法有：单一走向长壁采煤法，单一倾斜长壁采煤法，放顶煤采煤法，厚煤层倾斜分层采煤法四种
第三章采煤方法
7.简述我国采煤工艺的发展过程。

答：
建国初我国主要使用炮采，推行长壁采煤工艺，工作面曾采用深截深式采煤机落煤和装煤，采用拆移式刮板输送机运煤，木支柱支护顶板，生产效率低，劳动条件差；
60年代机采工艺普遍采用了浅截深采煤机，炮采、机采工艺的运输均采用了能整体前移的可弯曲刮板输送机，工作面支护使用了金属摩擦支柱和铰接顶梁配合的支护方式，工作面单产和效率都有了很大的提高，安全生产有所提高；
70年代采用了单体液压支护支护顶板使机采工艺出现了新的局面，开始从国外引进综采工艺；
80年代机采、综采工艺采煤机采用了无链牵引、双滚筒采煤机技术，炮采工艺使用了放炮崩单体液压支柱，工作面运输采用了双速、侧卸、封底式采煤机，运输机装上了铲煤板和挡煤板（炮采）。

90年代机械化采煤发展较快，达到71.91%。

其中综采达到47.18%。

90年代以后综合机械化采煤工艺的比重逐年增高。

8.长壁采煤法有哪几种主要采煤工艺?说明他们的主要特点。

答：
长壁采煤法主要采煤工艺有：采用炮采、普采和综采三种采煤工艺。

炮采特点：爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。

普采特点：用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。

综采特点：破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化。

9.爆破采煤工艺由哪些主要采煤工序组成?
答：
爆破采煤的工序过程包括打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。

10.简述爆破落煤的主要操作过程、炮眼布置形式及其适用条件。

答：
爆破落煤的主要操作过程由钻眼、装药、填炮泥、联炮线、放炮等工序组成；
炮眼布置有以下三种：
（1）单排眼，一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层。

（2）双排眼，一般用于采高较小的中厚煤层。

（3）三排眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。

11.炮采工作面炮眼的角度应满足哪些要求？
答：
（1）炮眼的角度与煤壁的夹角一般为50°～80°,软煤取大值，硬煤取小值；
（2）顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5°～10°,视煤质软硬和煤层粘顶情况而定，应保证不破顶板；
（3）底眼在垂直面上向底板方向保持10°～20°的俯角,眼底接近底板，已不丢煤和不崩翻溜子为准。

12.炮采面单体液压支护与铰接顶梁配合的支架布置形式有哪些？
答：
炮采面单体液压支护与铰接顶梁配合的支架布置形式有正悬臂齐梁直线柱式，正悬臂错梁三角柱式两种。

13.说明近年来炮采工艺技术发展的新成果及提高炮采工艺单产和效率的途径。

答：
近年来推广毫秒爆破，使采煤工艺发生了深刻变化。

毫秒爆破一次多发炮，顶板震动次数减少，爆破产生的地震波因互相干扰而抵消，从而减轻了对顶板的震动，有利于顶板管理，同时毫秒爆破有利于提高爆破装煤率、缩短爆破时间、提高炮采工作面的单产和效率。

14.简述普通机械化采煤的工艺过程。

答：
每班开始生产时，采煤机自工作面下切口开始割煤，采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤，工人随机挂梁。

采煤机运行至工作面上切口后，反转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤，滞后采煤机10-15m，依次开动千斤顶推移输送机，与此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。

推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。

当采煤机割底煤至工作面下切口后，开始进刀，使采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。

15.使用单滚筒采煤机割煤时怎样确定滚筒的转向?
答：
单滚筒采煤机的滚筒转向与工作面方向有关，当我们面向回风平巷站在工作面时，若煤壁在右手方向，则为右工作面，反之为左工作面，右工作面的单滚筒采煤机应安装左滚筒螺旋，割煤时滚筒逆时针旋转，左工作面安装右螺旋滚筒，割煤时顺时针旋转，滚筒从顶板向底板方向割煤，减少了煤炭的二次破碎。

16.怎样选择单滚筒采煤机的割煤方式？
答：
采煤机割煤以及与其他工序的合理配合,称为采煤机割煤方式。

采煤机割煤方式选择是否合理,直接关系到工作面产量和效率的提高。

中厚煤层单滚筒采煤机普采面一般采用双向割煤、往返一刀的割煤方式，为了减少进刀的时间可以采用“∞”字形割煤、往返一刀。

采高1.5m以下的较薄煤层、滚简直径接近采高、煤层不粘顶时一般采用双向割煤往返两刀的割煤方式。

采高1.5m以下的较薄煤层、顶板较稳定，但煤层粘顶性强、割煤后顶煤不能及时垮落时，采用单向割煤、往返一刀的割煤方式
17.普采面单体支架有哪几种布置方式?怎样选择？
答：
有齐梁直线柱布置和错梁直线柱布置两种。

齐梁直线柱布置，梁长等于截深和梁长等于两倍截深两种情况。

当梁长等于2倍截深时采用全正悬臂，割两刀挂梁一次、第一刀支临时支柱，不挂梁；第二刀变永久支柱，空顶距大，工作量不均，少用。

错梁直线柱布置一般用于梁长等于2倍截深的情况。

正倒悬臂相间使用，割一刀相间挂梁一次、顶梁交错；第一刀支临时支柱，第二刀变永久支柱，支护及时，工作量均衡，柱成直线，多用，但不利切顶。

18.普采面端头支架的特点是什么，有哪几种形式？
端头支护
答：
端头是平巷与工作面的交会处，控顶面积大，设备大且多，人员集中，进出口，支护非常重要，支护的难度非常大。

①单体支柱加铰接顶梁或双钩双楔梁；
②单体支柱与π型钢组成的四对八梁迈步抬棚；
③十字绞接顶梁或顺向托梁与四对八梁迈步抬棚组合使用。

19.如何确定普采面支柱密度、排距、柱距？
答：
普采工作面的支护密度根据工作面支护强度和单棵支柱的额定工作阻力来确定，支护密度n(棵／m)可用下式表示：n = p t/ηR t
式中：p t——工作面支护强度((矿山压力及控制)一书中有详述),kPa；
R t——支柱额定工作阻力(在矿压及矿机有关书中可查到),kN／棵；
η——支柱额定工作阻力实际利用系数.一般摩擦式金属支柱为0.4—0.5,单体液压支柱为0.85左右。

根据采煤机截深和铰接顶梁长度的不同,支柱的排距一般要与铰接顶梁的长度相适应，工作面最少需要3排支柱来形成机道、人行道和材料道三道，工作面柱距a可根据所需支护的密度n和排距b求出，计算公式为：a=NS/(Nb+F)=ηR t N/(Nb+F)p t，
式中：N-----工作面支柱排数；
F-----机道上方梁端至煤壁距离；
S-----每根支柱的支护面积，为支护密度的倒数。

20.怎样确定普采工作面两端切口长度和深度？
答：
下切口长度根据工作面输送机机头与过渡槽长度来确定，一般为3-4m。

若使用单滚筒采煤机,上切口长度视机身长度和采煤机牵引的终点位置而定,一般为6-10m。

切口的深度,一般为截深的2-3倍；截深0.8m和1.0m时,切口深度应不小于2倍截深；截深0.5m和0.6m时,应大于3倍截深,以确保迈步式端头抬棚的顺利前移。

21.试分析普采面采用单双滚筒采煤机对产量、效率和顶板管理的影响。

答：
采用双滚筒采煤机之后，采煤机可以前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，行走一次采全高，随即追机挂梁、推溜和支柱，缩短了循环时间，提高了单产和效率，同时缩短了无立柱空间不支护的时间，改善了顶板管理。

22.采用双滚筒采煤机割煤时怎样确定滚筒的螺旋方向和转向？
答：
工作面采用双滚筒采煤机时，采煤机的右滚筒（面向煤壁看右侧滚筒）应为右螺旋，顺时针旋转；左滚筒（面向煤壁看左侧滚筒）应为左螺旋，逆时针转。

23.双滚筒采煤机有哪些割煤方式，它们的实用条件是什么？
答：
①双向割煤往返一次割两刀。

也叫“穿梭割煤”，多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综
采工作面，采煤机的进刀必须采用端头进刀。

②单向割煤。

采煤机朝一个方向割煤，朝一个方向跑空刀，往返一次割一刀。

多用于顶板稳定性差；煤层倾角大，采煤机、输送机、支架下滑，只能自下而上地推溜移架；采高大而滚筒直径小，采煤机不能一次采全高；采煤机装煤效果差，需要单独牵引装煤行程的综采工作面；割煤时降尘效果差，移架工不能在采煤机回风平巷一侧工作的综采工作面。

24.双滚筒采煤机有哪些进刀方式，它们的实用条件是什么？p44
答：①直接推入法进刀，需提前开出工作面端部切口。

②钻入法进刀，要求采煤机滚筒安装断面齿和排煤口，采煤机滚筒不要挡煤板或采用门式挡煤板且处于打开状态，对输送机槽帮、推移千斤顶、采煤机的强度和稳定性有特殊要求，采高不能太大。

③端部斜切进刀，分割三角煤和留三角煤进刀方式，割三角煤进刀方式应用较广，只有在端头顶板维护困难，工作面采用单向采煤的情况下采使用留三角煤的进刀方式。

④中部斜切进刀，适用于较短的工作面，端头空间狭小，采煤机装煤效果差的综采工作面。

25.综采面有哪几种移架方式，不同移架方式对工作面整体移架速度和顶板管理有什么影响? 答：
综采面移架方式有：单架依次顺序式，分组间隔交错式，成组整体依次顺序式等。

单架依次顺序式移架速度较慢，但操作简便，容易保证质量，能适应不稳定顶板。

分组间隔交错式移架速度较快，适用于顶板较稳定，产量较高的综采工作面。

成组整体依次顺序式移架速度很快，适用于煤层地质条件好，采煤机快速牵引，日产超万吨的综采工作面。

成组整体依次顺序移架的速度取决于泵站流量、阀组和管路的乳化液通过能力、支架所处状态及操作方便程度以及工作人员操作技术等因素。

选择移架方式不仅要考虑移架速度，还要考虑对顶板管理的影响，单架依次顺序虽然速度慢，但卸压截面积小，顶板下沉量比后两种小得多，有利于顶板的稳定。

26. 移架与移输送机顺序不同对综采生产和顶板管理有什么影响?
答：
采煤机割煤之后，有先移架后移溜和先移溜后移架两种顺序，前者叫及时支护方式，后者叫滞后支护方式。

先移架后移溜能够及时支护采煤机割煤后新暴露出的顶板，若煤壁有片帮，支架可以先于割煤移架，支护新暴露出的顶板。

推移输送机后，在支架底座前端与输送机之间要留一个截深的富裕宽度，工作空间大，有利于行人、运料和通风，但也增大了支架的控顶距，增大了支护的难度，必要时支架与运输机之间需采用插底式或半插底式配合方式。

先移溜后移架在支架底座前端与输送机之间不需要富裕宽度，控顶距较小，比较适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，但不适应直接顶板破碎易冒顶的顶板。

27.综采面端头支护方式有哪几种?各适用于什么条件
答：
①单体液压支柱加π型钢长梁组成的成对迈步式抬棚，适应性强，利于排头支架的稳定，但支设麻烦、费工费时。

②自移式端头支架：移架速度快，但对平巷条件适应性差。

③用工作面支架支护端头：适用于煤层倾角较小的工作面
28.综采面设备之间有哪些主要配套几何尺寸？
答：
1、综采设备垂直尺寸配套关系
①采煤机采高的确定，（采用不同高度的底托架、采煤机可获得几种不同的机面高度）
②采高与支架高度关系：
，
③支架最小支撑高度与滚筒直径二者关系：
④支架支撑高度与采煤机机面高度之间关系：
⑤采煤机的卧底量：
⑥采煤机底托架高度
⑦摇壁升角α（升角增大，采高增大）
2、综采面设备横向配套尺寸
人行道宽度：M≥700mm
端面距：T=150~300mm
移架千斤顶的行程比采煤机截深大100～200mm
3、综采面设备的选择与生产能力配套。

29.试分析确定综采面设备生产能力的影响因素是什么？它们相互配套关系是什么？
答：
①影响采煤机生产能力有：煤层采高、煤质硬度、地质构造等。

②输送机的运输能力与铺设长度、煤层倾角、机槽和刮板链的特点有关。

选型时要与采
煤机尺寸、割煤能力配套、支架的尺寸配套。

③液压支架移架能力与综采面生产能力相适应。

④平巷上（下）山运输系统以及采区车场能力都要和综采面生产能力相适应。

⑤综采面生产能力要和供风量一致。

30.薄煤层机采工作面设备有哪些特点？
答：
1、薄煤层采煤机分骑输送机式和爬底板式两类
骑输送机式只能用于开采厚度大于0.8～0.9m煤层；爬底板式采煤机机身位于滚筒开出的机道内机面高度低，可用于开采0.6～0.8m薄煤层，但爬底式采煤机装煤效果差，结构复杂。

2、薄煤层支架工作阻力和初撑力相对较低，支架调高范围大、伸缩比要达到2.5～3.0左右。

3、薄煤层刮板机一般使用轻型、边双链，矮机身可弯曲刮板输送机。

31.简述刨煤机采煤的特点及刨煤机类型。

答：
刨煤机结构简单可靠，便于维修，截深小，只刨落煤壁压酥区表层，故刨落单位煤量能量消耗少，刨落煤的块度大，煤粉及煤尘量少，劳动条件好，司机不必跟机作业，可在平巷内操作，移架和移输送机工人的工作位置相对固定，劳动强度小。

刨煤机的类型有：拖钩刨，滑行刨，拖钩—滑行刨等。

32.简述大采高综采的工艺特点及煤壁防片帮措施。

答：
大采高采煤工艺特点：
1）支架歪斜、扭转甚至倒架，端面距变化大；
2）容易出现煤壁大面积片帮；
3）工作面端头管理困难，运输及回风巷最好沿底留顶掘进，有利于端头管理；
4）初采高度较小，一般为3.5m左右。

煤壁片帮的防治措施主要有：支架设置护帮板；根据煤层节理方向调整工作面的推进方向；木锚杆或薄壁钢管加固煤壁；用聚氨酯或化学树脂加固煤壁。

33.简述大倾角综采的工艺特点及设备防止下滑的措施？
答：
当煤层倾角大于12°时，工作面设备会产生下滑，倾角越大下滑越严重，必须有防滑防倒措施。

1、防止输送机下滑的措施
当煤层倾角α>12︒，必须装防滑、锚固装置；防止煤、矸等进入底槽，以减小底链运行阻力；工作面调成伪斜，当煤层倾角8～10°时，工作面与平巷成92～93°，使推移输送机的上移量与下移量相抵；严格把握移输送机顺序，从工作面下端向上移输送机；推移输送机时，用支柱顶住机头，拉紧机尾；煤层倾角α>18︒时，要设防滑千斤顶。

2、液压支架的防倒防滑措施
工作面调斜；由下向上移架，防止大块冲击架尾；防止输送机下滑；保持排头支架的稳定性；间隔移架。

3、采煤机的防滑措施
工作面倾角大于15︒时采煤机必须有可靠的防滑装置；有链牵引必须设置安全绞车，防止断链和下滑外，并为采煤机上行割煤时提供缠绕力，增加割煤牵引力；无链牵引采煤机装备可靠的制动器。

34.简述炮采、普采、综采工艺的适用条件？
答：
综采适用条件：煤层地质条件较好、构造少，上综采后能很快获得高产、高效。

普采适用条件：推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面。

炮采适用条件：根据我国的技术政策，凡条件适于机采的炮采面都要逐步改造成为普采面。

35.筒述采煤工作面过断层的技术措施？
答：
当断层落差小于煤层厚度与支架最小支撑高度之差时工作面直接通过断层，正常采煤，
加强支护。

当断层落差大于煤层厚度与支架最小支撑高度之差时，通过割顶、底板岩石过断层。

需要垫平控制刮板输送机的坡度，保持输送机正常工作；架超前梁控制断层附近顶板，防止漏垮；减小截深，缩小控顶距，架斜撑柱、木垛等控制采空区不规则悬顶压垮或扑倒支柱。

3）断层落差大于或等于采高且顶底板坚硬时，倾向断层、斜交断层工作面重开切眼搬家，走向断层工作面重开中巷。

36.简述工作面设备撤出时期的顶板控制方法以及撤出工艺过程？
答：
国内外工作面设备撤出期间顶板的控制方法有：金属网加木板梁，金属网加钢丝绳和金属网加锚杆加钢丝绳三种方法。

金属网加木板梁只适用于顶板稳定，支架尺寸小，重量轻的综采工作面；金属网加钢丝绳方法适用于顶板稳定性较差，支架重量较大的综采工作面；金属网加锚杆加钢丝绳方法应用于顶板稳定性差，矿山压力显现强烈的综采工作面。

综采设备撤出时一般先撤出输送机的机头或机尾，随后撤出采煤机和刮板输送机的机槽，撤出支架时，首先应在风巷与工作面交接出口处进行刷大和挑高，并牢固支护好，加好提调架，以便撤出设备装平板车外运，之后先将支架的前探梁降下或拆除，然后用绞车拉支架前移，调转90°方向，由风巷绞车拉架拖至出口处，吊装上平板车外运。

支架的撤出顺序根据顶板和运输条件而定，一般从运输平巷端后退撤向回风平巷端。

37.简述工作面设备安装时期的顶板控制方法以及安装工艺过程？
答：
综采工作面设备的安装在跨度较大的工作面切眼内进行，为了减少开切眼的变形，保证顶板的完整性，在设备安装前开切眼是以小断面掘通的，因此，在设备安装时，一般要重扩大断面。

当切眼顶板完整稳定，压力较小时可一次先扩完，然后再安装设备；当切眼顶板破碎，压力较大时，可分段扩面，边扩面变安装。

综采工作面的组装依据井巷条件和设备尺寸的大小，分为地面组装，巷道组装和工作面组装，三种方式。

综采设备可用绞车拖入工作面，在工作面两个端头出口处各设置一台小绞车，首先用绞车将支架沿底板拖至安装地点，再用两台绞车转向、对位和调正。

综采工作面的安装顺序可分为前进式和后退式两种。

前进式安装顺序与支架的输送方向一致，可分段扩面、铺轨道和安装，也就是边扩面边安装。

后退式安装顺序与支架输送方向相反，需要将开切眼一次掘好，并铺好轨道，安装时受到的干扰小。

38.简述采工作面开机率的概念和计算方法p72，
答：
采煤机开机率—采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比，一般以一天为计算单位，也叫日开机率。

采煤机的开机率可按下式计算。

式中：T —采煤工作面日作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）；
t 1—纯割煤时间；t 2—跑空刀时间；t 3—进刀时间。

39.在进行采煤工作面工艺设计时怎样概算工作面单产？
答：工作面单产可用下式计算。

C NLMB Q r γ=%100321⨯++=T t t t K
式中：N —每天割煤刀数； L —工作面的长度；
M —工作面采高；B —采煤机截割一刀的截深；
γ—煤层的容C —采煤工作面的回采率；
T —采煤工作面日作业时间（去掉准备时间和走路时间后的时间）；K —日开机率；
l —工作面进刀长度V c —采煤机割煤时的行走速度；V k —采煤机跑空刀时的行走速度。

40.试分析工作面的合理长度及影响合理长度的技术因素。

P74
答：
影响工作面长度有地质因素、技术因素、经济因素等。

地质方面较大的地质构造限定了工作面的长度，小构造使得工作面的割煤、支护变得很困难，工作面越长，含构造的可能性越大，薄煤层、倾角大的煤层运料、行人、操作困难，顶板过于破碎和坚硬都很难管理，适当减小工作面的长度有利于管理。

技术方面考虑设备限制时，国产刮板输送机能力150~200m ，工作面长度80~200m ； 技术方面考虑工艺方式时，炮采—工作面较短；普采—工作面长度可适当加大；综采—工作面最长，在缓倾斜煤层中炮采工作面长度80~120，普采100~150，综采120~200；
技术方面考虑通风能力时要满足风量要求。

经济方面应考虑工作面的产量，效率处于最佳状态。

41.简述工作面作业规程的内容和步骤。

答：
第一步内容：工作面的位置、范围、与相邻工作面的关系及地面概况等一般情况； 第二步内容：地质情况，包括可采储量、煤层厚度和倾角、顶底板岩性、地质构造、水文情况等；
第三步内容：采煤方法有关内容，包括巷迈及工作面布置、有关参数、机械设备、工艺方式、各生产系统；
第四步内容：绘制循环图表、劳动组织和技术经济图表；
第五步内容：安全技术措施。

42.简述炮采、普采和综采工作面的循环标志是什么？
答：
对于炮采、普采面以放顶为循环的标志，综采工作面是以移架为循环的标志。

43.什么是采煤工作面正规循环，有几种类型？
答：
采煤工作面正规（有序）循环：是指采煤工作面在规定时间内保质、保量、安全地完成采、装、运、支、处这样一个采煤全过程；循环方式有一日单循环和一日多循环两种；
44.什么是采煤工作面的作业形式，常用的作业形式有哪几种？
答：
采煤工作面作业形式：是指昼夜内工作面采煤工作与准备工作在时间上的配合关系。

常用四种作业形式：“两采一准”或“边采遍准”、“两班半采煤、半班准备”、“三班采煤、一班准备”、“四班交叉作业”。

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