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文檔簡(jiǎn)介
1、瓦斯突防瓦斯突防 防突技術(shù)的發(fā)展防突技術(shù)的發(fā)展 “ “四位一體四位一體”綜合防突措施體系綜合防突措施體系 突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 防突措施防突措施 防突措施效果檢驗(yàn)防突措施效果檢驗(yàn) 安全防護(hù)措施安全防護(hù)措施 日常防突技術(shù)管理 防突技術(shù)研究動(dòng)向防突技術(shù)研究動(dòng)向煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù) 1、防突技術(shù)的發(fā)展階段 我國(guó)防突技術(shù)大致可分為四個(gè)發(fā)展階段我國(guó)防突技術(shù)大致可分為四個(gè)發(fā)展階段 第一階段:第一階段:在在2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代以前,以年代以前,以安全防護(hù)安全防護(hù)措施為主,避措施為主,避免人員傷亡。主要措施是采取震動(dòng)性放炮。免人員傷亡。主要措施是采取震動(dòng)性放炮。 第二階段第
2、二階段:2020世紀(jì)世紀(jì)5050至至7070年代,以防止突出措施為主,普遍年代,以防止突出措施為主,普遍采取采取防突措施防突措施(區(qū)域和局部措施),(區(qū)域和局部措施),輔以安全防護(hù)輔以安全防護(hù)措施;措施; 第三階段:第三階段:工作面工作面綜合防突綜合防突措施,增加了突出預(yù)測(cè)和措施效措施,增加了突出預(yù)測(cè)和措施效果檢驗(yàn)內(nèi)容,形成了包括突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防突措施、措施效果果檢驗(yàn)內(nèi)容,形成了包括突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、防突措施、措施效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施的檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施的“四位一體四位一體”綜合防突措施。綜合防突措施。 第四階段:第四階段:區(qū)域綜合和局部綜合區(qū)域綜合和局部綜合(兩個(gè)(兩個(gè)“四位一體四位一體”
3、)防突。)防突。煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)2、“四位一體”為主綜合防突體系 突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 防突措施防突措施 防突措施效果檢驗(yàn)防突措施效果檢驗(yàn) 區(qū)域驗(yàn)證、安全防護(hù)措施區(qū)域驗(yàn)證、安全防護(hù)措施 合理采掘部署合理采掘部署 “五步配套五步配套”綜合防突措施綜合防突措施“四位一體四位一體”綜合防突措綜合防突措施施煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)3、突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 預(yù)測(cè)的目的和意義預(yù)測(cè)的目的和意義 預(yù)測(cè)方法概述預(yù)測(cè)方法概述 預(yù)測(cè)方法分類預(yù)測(cè)方法分類 預(yù)測(cè)技術(shù)的研究重點(diǎn)預(yù)測(cè)技術(shù)的研究重點(diǎn) 煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)3.1 目的和意義 保障安全生產(chǎn)保障安全生產(chǎn)
4、 判識(shí)區(qū)域或工作面突出危險(xiǎn)性,為預(yù)防突出事故提判識(shí)區(qū)域或工作面突出危險(xiǎn)性,為預(yù)防突出事故提供依據(jù),同時(shí)提高安全管理效率。確定防突措施的有效供依據(jù),同時(shí)提高安全管理效率。確定防突措施的有效性;為作業(yè)人員進(jìn)行突出預(yù)警(性;為作業(yè)人員進(jìn)行突出預(yù)警(定性定性 定量定量)。)。 提高經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益 提高防突措施的針對(duì)性,減少防突措施工程量,減提高防突措施的針對(duì)性,減少防突措施工程量,減少防突成本,提高采掘進(jìn)度,從而在安全的前提下解放少防突成本,提高采掘進(jìn)度,從而在安全的前提下解放生產(chǎn)力,提高礦井經(jīng)濟(jì)效益生產(chǎn)力,提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。 “四位一體四位一體”綜合防突體系的重要組成綜合防突體系的重要組成突出
5、危突出危險(xiǎn)險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和防突效果檢驗(yàn)性預(yù)測(cè)和防突效果檢驗(yàn)2 2個(gè)重要環(huán)節(jié)個(gè)重要環(huán)節(jié) 煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)3.2 突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)概述 預(yù)測(cè)分類預(yù)測(cè)分類 煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)區(qū)域預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè)(兩個(gè)階段)(兩個(gè)階段)工作面預(yù)測(cè)工作面預(yù)測(cè)地質(zhì)勘探時(shí)期地質(zhì)勘探時(shí)期礦井生產(chǎn)時(shí)期礦井生產(chǎn)時(shí)期(三個(gè)層次)(三個(gè)層次)礦井礦井煤層煤層煤層區(qū)域煤層區(qū)域礦井的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)礦井的突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)突出礦井突出礦井 礦礦 井井區(qū)域預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè) 非突出礦井非突出礦井 進(jìn)一步確定哪些煤進(jìn)一步確定哪些煤層具有突出危險(xiǎn)性層具有突出危險(xiǎn)性 煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤與瓦斯突出防治技術(shù)煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)
6、測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)突出煤層突出煤層 煤層煤層 區(qū)域預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè) 非突出煤層非突出煤層 水平、翼、采區(qū)、區(qū)段水平、翼、采區(qū)、區(qū)段區(qū)域預(yù)測(cè)區(qū)域預(yù)測(cè) 無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū) 突出危險(xiǎn)區(qū)突出危險(xiǎn)區(qū) 工作面預(yù)測(cè)工作面預(yù)測(cè)(日常預(yù)測(cè))(日常預(yù)測(cè)) 突出危險(xiǎn)工作面突出危險(xiǎn)工作面 無(wú)突出危險(xiǎn)工作面無(wú)突出危險(xiǎn)工作面 可不采取防治突出措施可不采取防治突出措施 采掘工作面每推進(jìn)采掘工作面每推進(jìn)101050m50m,應(yīng)用,應(yīng)用工作面預(yù)測(cè)方法連續(xù)進(jìn)行不少于兩次區(qū)工作面預(yù)測(cè)方法連續(xù)進(jìn)行不少于兩次區(qū)域預(yù)測(cè)驗(yàn)證,其中任何一次驗(yàn)證為有突域預(yù)測(cè)驗(yàn)證,其中任何一次驗(yàn)證為有突出危險(xiǎn)時(shí),該區(qū)域應(yīng)改劃為突出危險(xiǎn)區(qū)。出危險(xiǎn)時(shí),該區(qū)域應(yīng)
7、改劃為突出危險(xiǎn)區(qū)。 只有連續(xù)兩次驗(yàn)證都為無(wú)突出危險(xiǎn)只有連續(xù)兩次驗(yàn)證都為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),該區(qū)域仍定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域時(shí),該區(qū)域仍定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域 必須采取防治突出措施必須采取防治突出措施措施效果檢驗(yàn)措施效果檢驗(yàn)有效后有效后安全防護(hù)措施安全防護(hù)措施采掘作業(yè)采掘作業(yè) 每執(zhí)行一次防治突出措施作業(yè)循環(huán)后,每執(zhí)行一次防治突出措施作業(yè)循環(huán)后,再進(jìn)行工作面預(yù)測(cè),如預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)再進(jìn)行工作面預(yù)測(cè),如預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),還必須再執(zhí)行防治突出的措施,只有時(shí),還必須再執(zhí)行防治突出的措施,只有連續(xù)連續(xù)2 2次預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),該工作面方次預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),該工作面方可視為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面??梢暈闊o(wú)突出危險(xiǎn)工作面。
8、可不采取防治突出措施,但可不采取防治突出措施,但必須采取安全防護(hù)措施必須采取安全防護(hù)措施 煤層突出危險(xiǎn)性鑒定煤層突出危險(xiǎn)性鑒定(規(guī)定規(guī)定十三條)十三條) 單項(xiàng)預(yù)測(cè)指標(biāo)及參考臨界值單項(xiàng)預(yù)測(cè)指標(biāo)及參考臨界值 只有上述全部指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)臨界值時(shí)方可劃分為突出煤層只有上述全部指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)臨界值時(shí)方可劃分為突出煤層 指標(biāo)指標(biāo)瓦斯壓力瓦斯壓力p p煤的破壞類型煤的破壞類型煤的堅(jiān)固性系數(shù)煤的堅(jiān)固性系數(shù)f f瓦斯放散初速度瓦斯放散初速度p p臨界值臨界值0.74 mpa0.74 mpa、0.50.51010突出煤層區(qū)域預(yù)測(cè)突出煤層區(qū)域預(yù)測(cè) 1.1.瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法 確切掌握煤層賦存、地確切掌握煤
9、層賦存、地質(zhì)構(gòu)造等與突出分布規(guī)律時(shí)劃分。質(zhì)構(gòu)造等與突出分布規(guī)律時(shí)劃分。 根據(jù)瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險(xiǎn)區(qū)域示意圖根據(jù)瓦斯地質(zhì)分析劃分突出危險(xiǎn)區(qū)域示意圖l-斷層;斷層;2-突出點(diǎn);突出點(diǎn);3-上部區(qū)域突出點(diǎn)在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離界線;上部區(qū)域突出點(diǎn)在斷層兩側(cè)的最遠(yuǎn)距離界線;4-推測(cè)下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險(xiǎn)區(qū)邊界線;推測(cè)下部區(qū)域斷層兩側(cè)的突出危險(xiǎn)區(qū)邊界線;5-推測(cè)的下部區(qū)域推測(cè)的下部區(qū)域突出危險(xiǎn)區(qū)上邊界線;突出危險(xiǎn)區(qū)上邊界線;6-突出危險(xiǎn)區(qū)突出危險(xiǎn)區(qū)(陰影部分陰影部分) 突出煤層區(qū)域預(yù)測(cè)突出煤層區(qū)域預(yù)測(cè) 2.2.綜合指標(biāo)法:綜合指標(biāo)法:d=(0.0075h/d=(0.0075h/(f-3)(p-0.
10、74) k= f-3)(p-0.74) k= p/fp/f 參考臨界值:參考臨界值: d: 0.25 k: 20(d: 0.25 k: 20(無(wú)煙煤無(wú)煙煤) ), 15(15(其它煤種其它煤種) ) 工作面預(yù)測(cè)方法工作面預(yù)測(cè)方法 分類分類 接觸式預(yù)測(cè)接觸式預(yù)測(cè)(傳統(tǒng)預(yù)測(cè)法):通過(guò)打鉆孔測(cè)定鉆屑傳統(tǒng)預(yù)測(cè)法):通過(guò)打鉆孔測(cè)定鉆屑瓦斯解析指標(biāo)(瓦斯解析指標(biāo)(k k1 1、h h2 2)、鉆粉量、鉆孔瓦斯涌出初速度)、鉆粉量、鉆孔瓦斯涌出初速度及其衰減、鉆粉溫度等單項(xiàng)指標(biāo)或綜合指標(biāo)進(jìn)行突出危險(xiǎn)及其衰減、鉆粉溫度等單項(xiàng)指標(biāo)或綜合指標(biāo)進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。這是目前被廣泛使用且成熟的預(yù)測(cè)方法和指標(biāo)。性預(yù)測(cè)。這
11、是目前被廣泛使用且成熟的預(yù)測(cè)方法和指標(biāo)。缺點(diǎn)是要占用一定的作業(yè)時(shí)間和需要一定的工程量;不能缺點(diǎn)是要占用一定的作業(yè)時(shí)間和需要一定的工程量;不能連續(xù)預(yù)測(cè);無(wú)法預(yù)測(cè)延期突出等。連續(xù)預(yù)測(cè);無(wú)法預(yù)測(cè)延期突出等。 非接觸式預(yù)測(cè)非接觸式預(yù)測(cè):通過(guò)安裝在工作面后方的各種傳感通過(guò)安裝在工作面后方的各種傳感器和主機(jī)對(duì)采掘過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息進(jìn)行處理,根據(jù)處器和主機(jī)對(duì)采掘過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息進(jìn)行處理,根據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)預(yù)測(cè)。方法主要有瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)理結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)預(yù)測(cè)。方法主要有瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)法、聲發(fā)射檢測(cè)法、電磁輻射法等法、聲發(fā)射檢測(cè)法、電磁輻射法等。工作面工作面預(yù)測(cè)(檢驗(yàn))方法預(yù)測(cè)(檢驗(yàn))方法 石門(mén)
12、工作面石門(mén)工作面 綜合指標(biāo)綜合指標(biāo) d d、k k(指標(biāo)及臨界值同前);(指標(biāo)及臨界值同前); 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)k k1 1值和值和h h2 2; 其它經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證有效的方法。其它經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證有效的方法。 煤巷掘進(jìn)、采煤工作面煤巷掘進(jìn)、采煤工作面 鉆屑指標(biāo)(鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)、鉆粉量);鉆屑指標(biāo)(鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)、鉆粉量); 鉆孔瓦斯涌出初速度;鉆孔瓦斯涌出初速度; r r值指標(biāo);值指標(biāo); 其它經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證有效的方法:溫度、其它經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證有效的方法:溫度、v v3030等等。煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)鉆孔布置示意煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)鉆孔布置示意緩傾斜煤層鉆孔布置示意急傾斜煤層鉆孔布置示意24m說(shuō)
13、明:預(yù)測(cè)孔一般應(yīng)布置在軟分層中;說(shuō)明:預(yù)測(cè)孔一般應(yīng)布置在軟分層中;孔徑一般為孔徑一般為 42mm;預(yù)測(cè)孔深度一般;預(yù)測(cè)孔深度一般810m。檢驗(yàn)孔一般布置在措施孔之。檢驗(yàn)孔一般布置在措施孔之間,或在措施應(yīng)控制范圍內(nèi)的未控地帶間,或在措施應(yīng)控制范圍內(nèi)的未控地帶預(yù)測(cè)(檢驗(yàn))鉆孔布置預(yù)測(cè)(檢驗(yàn))鉆孔布置10-15m采煤工作面預(yù)測(cè)鉆孔布置示意采煤工作面預(yù)測(cè)鉆孔布置示意說(shuō)明:預(yù)測(cè)孔一般應(yīng)布置在軟分層中;說(shuō)明:預(yù)測(cè)孔一般應(yīng)布置在軟分層中;孔徑一般為孔徑一般為 42mm;預(yù)測(cè)孔深度一般;預(yù)測(cè)孔深度一般810m。檢驗(yàn)孔一般布置在措施孔之。檢驗(yàn)孔一般布置在措施孔之間,或在措施應(yīng)控制范圍內(nèi)的未控地帶間,或在措施應(yīng)控
14、制范圍內(nèi)的未控地帶應(yīng)不小于3m1、2、34132、4石門(mén)工作面檢驗(yàn)鉆孔布置示意石門(mén)工作面檢驗(yàn)鉆孔布置示意測(cè)定儀器測(cè)定儀器md-2型解析儀示意圖測(cè)定儀器測(cè)定儀器 瓦斯解吸指標(biāo)參考臨界值瓦斯解吸指標(biāo)參考臨界值 煤樣煤樣 k k1 1 (ml/g.min (ml/g.min0.50.5) ) h 2 (mmh2o) 干煤干煤 0.5 2000.5 200 濕煤濕煤 0.4 1600.4 160 h2最大鉆屑量最大鉆屑量k1危險(xiǎn)性危險(xiǎn)性pakg/ml/mml/g.min1/220065.40.5突出危險(xiǎn)工作面突出危險(xiǎn)工作面20065.40.5無(wú)突出危險(xiǎn)工作面無(wú)突出危險(xiǎn)工作面用鉆屑瓦斯指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)
15、工作面突出危險(xiǎn)性的臨界值用鉆屑瓦斯指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性的臨界值 煤壁封孔膠囊測(cè)桿鉆孔測(cè)量室控制桿高壓膠管壓力表打氣筒流量計(jì)鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定示意鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定示意 瓦斯涌出初速法指標(biāo)瓦斯涌出初速法指標(biāo)參考臨界值參考臨界值煤的揮發(fā)分煤的揮發(fā)分(% %)5 5151515 15 202020 20 30303030q qm m臨界值臨界值(l/minl/min)5.05.04.54.54.04.04.54.5r值指標(biāo)法 r=r=(s smaxmax-1.8-1.8)(q(qmaxmax-4)-4) 綜合反映了瓦斯、應(yīng)力、煤的力學(xué)性質(zhì)等參數(shù),綜合反映了瓦斯、應(yīng)力、煤的力學(xué)性
16、質(zhì)等參數(shù), r r越大突出危險(xiǎn)越大突出危險(xiǎn)性越大,性越大, r6r6時(shí),用單項(xiàng)指標(biāo)判斷時(shí),用單項(xiàng)指標(biāo)判斷 1-巷道;2-預(yù)測(cè)鉆孔瓦斯涌出動(dòng)態(tài)指標(biāo)幾種指標(biāo)形式幾種指標(biāo)形式 放炮后放炮后3030(6060)minmin內(nèi)噸煤瓦斯涌出量?jī)?nèi)噸煤瓦斯涌出量v v3030、v v6060 放炮瓦斯?jié)舛确逯蹬c炮前正常瓦斯?jié)舛鹊谋戎捣排谕咚節(jié)舛确逯蹬c炮前正常瓦斯?jié)舛鹊谋戎礲 b 瓦斯涌出變動(dòng)系數(shù)瓦斯涌出變動(dòng)系數(shù)k kv v 兩次放炮瓦斯涌出量峰值差兩次放炮瓦斯涌出量峰值差| |q|q| 除了放炮的其它作業(yè)瓦斯涌出量增減幅度除了放炮的其它作業(yè)瓦斯涌出量增減幅度| |q|q| 一些參考指標(biāo)及其臨界值一些參考指標(biāo)及
17、其臨界值 指指 標(biāo)標(biāo) v v30 30 k kv v b |b |q| |q| |q| q| m m3 3/t m/t m3 3/min m/min m3 3/min/min 參考臨界值參考臨界值 9 0.7 5 0.4 0.219 0.7 5 0.4 0.21 工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)報(bào)單單一一指標(biāo)測(cè)定值大于等于其臨界值時(shí)判定為有突出危險(xiǎn)性指標(biāo)測(cè)定值大于等于其臨界值時(shí)判定為有突出危險(xiǎn)性存在以下幾種情況之一時(shí)可直接判定為有突出危險(xiǎn):存在以下幾種情況之一時(shí)可直接判定為有突出危險(xiǎn): 處于地質(zhì)構(gòu)造帶處于地質(zhì)構(gòu)造帶 煤層賦存條件急劇變化區(qū)煤層賦存條件急劇變化區(qū) 處于應(yīng)力疊加區(qū)處于應(yīng)力疊加區(qū) 打鉆時(shí)出現(xiàn)噴孔、
18、頂鉆等動(dòng)力現(xiàn)象打鉆時(shí)出現(xiàn)噴孔、頂鉆等動(dòng)力現(xiàn)象 有明顯突出預(yù)兆有明顯突出預(yù)兆多指標(biāo)預(yù)測(cè)時(shí),只要一項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)就判定有突出危險(xiǎn)多指標(biāo)預(yù)測(cè)時(shí),只要一項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)就判定有突出危險(xiǎn) 敏感指標(biāo)及臨界值應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際考察確定敏感指標(biāo)及臨界值應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際考察確定3.4 預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展方向 區(qū)域預(yù)測(cè)方面區(qū)域預(yù)測(cè)方面 借助各種物探手段的區(qū)域預(yù)測(cè)方法:借助各種物探手段的區(qū)域預(yù)測(cè)方法: 地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃法地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃法( (應(yīng)力計(jì)算法等應(yīng)力計(jì)算法等) )、三維地震法和煤層透、三維地震法和煤層透視法(地質(zhì)坑透及鉆孔坑透等)結(jié)合統(tǒng)計(jì)規(guī)律預(yù)測(cè)區(qū)域突出視法(地質(zhì)坑透及鉆孔坑透等)結(jié)合統(tǒng)計(jì)規(guī)律預(yù)測(cè)區(qū)域突出危險(xiǎn)性;危險(xiǎn)性;非接觸式連續(xù)預(yù)
19、測(cè)非接觸式連續(xù)預(yù)測(cè) 聲發(fā)射預(yù)測(cè)、電磁輻射預(yù)測(cè)、瓦斯涌出動(dòng)態(tài)等已進(jìn)行了聲發(fā)射預(yù)測(cè)、電磁輻射預(yù)測(cè)、瓦斯涌出動(dòng)態(tài)等已進(jìn)行了大量的研究,但要達(dá)到實(shí)用化程度還需進(jìn)行不懈的研究。大量的研究,但要達(dá)到實(shí)用化程度還需進(jìn)行不懈的研究。突出監(jiān)測(cè)預(yù)警突出監(jiān)測(cè)預(yù)警 借助礦井安全安全監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和借助礦井安全安全監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等優(yōu)勢(shì),通過(guò)對(duì)多種信息的綜合分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等優(yōu)勢(shì),通過(guò)對(duì)多種信息的綜合分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯突出危險(xiǎn)性動(dòng)態(tài)的、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和警戒突出危險(xiǎn)性動(dòng)態(tài)的、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和警戒。 4、防突措施 區(qū)域性防突措施區(qū)域性防突措施 局部防突措施局部防突措施 各種
20、防突措施基本原理各種防突措施基本原理: : 減小或消除地應(yīng)力;減小或消除地應(yīng)力; 降低煤層瓦斯含量,減少或消除煤層瓦斯?jié)撃?;降低煤層瓦斯含量,減少或消除煤層瓦斯?jié)撃埽?增加煤體機(jī)械強(qiáng)度(瓦斯排釋后自身強(qiáng)度增加或人工加增加煤體機(jī)械強(qiáng)度(瓦斯排釋后自身強(qiáng)度增加或人工加固)。固)。 國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用的防突措施(采面煤巷石門(mén)區(qū)域局部防突措施區(qū)域防突措施防治突出措施水力沖刷水力擠出預(yù)裂爆破超前支護(hù)松動(dòng)爆破超前鉆孔瓦斯抽放水力沖孔金屬骨架或固化排放鉆孔煤層注水預(yù)抽瓦斯保護(hù)層開(kāi)采4.1 4.1 區(qū)域性防突措施區(qū)域性防突措施4.1.1 4.1.1 開(kāi)采保護(hù)層開(kāi)采保護(hù)層 概念:概念: 所謂開(kāi)采保護(hù)層,通常是指在煤
21、層群開(kāi)采中,選擇某一不具有所謂開(kāi)采保護(hù)層,通常是指在煤層群開(kāi)采中,選擇某一不具有危險(xiǎn)或危險(xiǎn)性較小的煤層先行開(kāi)采,從而對(duì)具有危險(xiǎn)的煤層起到消除危險(xiǎn)或危險(xiǎn)性較小的煤層先行開(kāi)采,從而對(duì)具有危險(xiǎn)的煤層起到消除突出危險(xiǎn)的效果。先行開(kāi)采的煤層稱為保護(hù)層,后開(kāi)采的煤層稱為被突出危險(xiǎn)的效果。先行開(kāi)采的煤層稱為保護(hù)層,后開(kāi)采的煤層稱為被保護(hù)層,保護(hù)層位于被保護(hù)層上方的稱為上保護(hù)層,反之稱為下保護(hù)保護(hù)層,保護(hù)層位于被保護(hù)層上方的稱為上保護(hù)層,反之稱為下保護(hù)層。層。 迄今為止,開(kāi)采保護(hù)層是防止煤與瓦斯突出最經(jīng)濟(jì)、最有效的迄今為止,開(kāi)采保護(hù)層是防止煤與瓦斯突出最經(jīng)濟(jì)、最有效的根本手段。根本手段。 選擇保護(hù)層的原則選擇
22、保護(hù)層的原則 優(yōu)先選擇上保護(hù)層優(yōu)先選擇上保護(hù)層 選擇下保護(hù)層時(shí)不得影響和破壞上部的被保護(hù)層選擇下保護(hù)層時(shí)不得影響和破壞上部的被保護(hù)層開(kāi)采保護(hù)層防突機(jī)理應(yīng)力降低、煤層卸壓應(yīng)力降低、煤層卸壓突出的激發(fā)作用減小突出的激發(fā)作用減小透氣性增加透氣性增加瓦斯壓力梯度減小瓦斯壓力梯度減小瓦斯排放瓦斯排放突出發(fā)展的瓦斯作用減小突出發(fā)展的瓦斯作用減小煤體強(qiáng)度增高煤體強(qiáng)度增高抵抗破壞的能力增強(qiáng)抵抗破壞的能力增強(qiáng)消除或降低突出危險(xiǎn)消除或降低突出危險(xiǎn)性性開(kāi)采保護(hù)層開(kāi)采保護(hù)層 考察參數(shù)的變化考察參數(shù)的變化 保護(hù)層開(kāi)采后,在卸壓范圍內(nèi),保護(hù)層開(kāi)采后,在卸壓范圍內(nèi),被保護(hù)層:瓦斯壓力下降、瓦斯被保護(hù)層:瓦斯壓力下降、瓦斯流
23、量增大、煤層變形增大、頂?shù)装鍘r石應(yīng)力降低、煤體溫度降低。流量增大、煤層變形增大、頂?shù)装鍘r石應(yīng)力降低、煤體溫度降低。 下圖為魚(yú)田堡煤礦開(kāi)采上保護(hù)層下圖為魚(yú)田堡煤礦開(kāi)采上保護(hù)層3#3#煤層后被保護(hù)層煤層后被保護(hù)層4#4#煤層參數(shù)變煤層參數(shù)變化情況?;闆r。由圖中可看出,被保護(hù)層參數(shù)的變化可大致劃分為由圖中可看出,被保護(hù)層參數(shù)的變化可大致劃分為4 4個(gè)帶,個(gè)帶,即:正常應(yīng)力帶、集中應(yīng)力帶、保護(hù)卸壓帶和應(yīng)力恢復(fù)帶。即:正常應(yīng)力帶、集中應(yīng)力帶、保護(hù)卸壓帶和應(yīng)力恢復(fù)帶。 保護(hù)層的保護(hù)范圍保護(hù)層的保護(hù)范圍保護(hù)層的有效保護(hù)層間距保護(hù)層的有效保護(hù)層間距 我國(guó)根據(jù)大量試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為,在采深小于我國(guó)根據(jù)大量試
24、驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)為,在采深小于550 m550 m,回采面長(zhǎng)度小于回采面長(zhǎng)度小于120 m120 m條件下,保護(hù)層的有效保護(hù)層間垂距為見(jiàn)條件下,保護(hù)層的有效保護(hù)層間垂距為見(jiàn)下表:下表: 煤層類別煤層類別最大有效垂直距離最大有效垂直距離(m)上保護(hù)層上保護(hù)層下保護(hù)層下保護(hù)層急傾斜煤層急傾斜煤層6080緩傾斜和傾斜煤層緩傾斜和傾斜煤層5033月)月)松軟煤層、有自噴松軟煤層、有自噴現(xiàn)象現(xiàn)象有足夠的排放時(shí)間有足夠的排放時(shí)間石門(mén)與煤層面的交石門(mén)與煤層面的交角大于角大于4545度的薄及度的薄及中厚煤層中厚煤層實(shí)施措施的實(shí)施措施的巖柱厚度巖柱厚度(m)(m) 5m 5m 5m 5m 5m 5m 2m2m鉆
25、孔在煤層鉆孔在煤層的控制范圍的控制范圍石門(mén)周邊:兩石門(mén)周邊:兩側(cè)和上部側(cè)和上部 5m5m,下部下部 3m3m石門(mén)周邊外石門(mén)周邊外 3 3m m石門(mén)周邊:兩側(cè)和石門(mén)周邊:兩側(cè)和上部上部 5m5m,下部,下部 3m3m巷頂上部及兩側(cè)巷頂上部及兩側(cè)0.50.51.0m1.0m鉆孔間距或鉆孔間距或布孔參數(shù)布孔參數(shù)2-3m/2-3m/直徑直徑7575125mm125mm布置上、中、下三布置上、中、下三排共排共9 9個(gè)或間隔擴(kuò)個(gè)或間隔擴(kuò)孔孔1 12m/2m/直徑直徑7575125mm125mm。單排單排0.2m0.2m雙排雙排0.3m0.3m,骨架進(jìn)入頂,骨架進(jìn)入頂或底或底0.5m0.5m,軌,軌8kg/
26、8kg/管管50mm50mm要求達(dá)到的要求達(dá)到的指標(biāo)與效果指標(biāo)與效果瓦斯壓力瓦斯壓力p p0.74mpa0.74mpa或效或效果檢驗(yàn)有效果檢驗(yàn)有效沖出總煤量沖出總煤量2020倍倍煤厚度(煤厚度(m)m)或效果或效果檢驗(yàn)有效檢驗(yàn)有效瓦斯壓力瓦斯壓力p p0.74mpa0.74mpa或效果或效果檢驗(yàn)有效檢驗(yàn)有效施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求水力沖孔水力沖孔排放鉆孔排放鉆孔金屬骨架金屬骨架4.2.2 4.2.2 煤巷掘進(jìn)防突措施煤巷掘進(jìn)防突措施 -預(yù)抽瓦斯預(yù)抽瓦斯 -超前鉆孔超前鉆孔 -深孔松動(dòng)爆破深孔松動(dòng)爆破 -水力化措施水力化措施( (注水濕潤(rùn)、水力壓裂、水力擠出、水力注水濕潤(rùn)、水力壓裂、水力
27、擠出、水力沖孔)沖孔) -超前支架超前支架超前鉆孔超前鉆孔 (1 1)適用于煤層透氣性適用于煤層透氣性較好、煤質(zhì)較硬較好、煤質(zhì)較硬的突出煤的突出煤層;層; (2 2)鉆孔直徑應(yīng)一般為)鉆孔直徑應(yīng)一般為7575 120mm120mm,地質(zhì)條件變化劇,地質(zhì)條件變化劇烈地帶也可采用直徑烈地帶也可采用直徑42mm 42mm 的的鉆孔。鉆孔距不得小于鉆孔。鉆孔距不得小于5m5m;若鉆孔直徑超過(guò)若鉆孔直徑超過(guò)120mm 120mm 時(shí),時(shí),必須采用專門(mén)的鉆進(jìn)設(shè)備和必須采用專門(mén)的鉆進(jìn)設(shè)備和制定專門(mén)的施工安全措施;制定專門(mén)的施工安全措施; 1012m巷道57m57m (3 3)鉆孔應(yīng)盡量布置在煤層的軟分層中;
28、)鉆孔應(yīng)盡量布置在煤層的軟分層中; (4 4)鉆孔的控制范圍,應(yīng)控制到巷道斷面輪廓線外)鉆孔的控制范圍,應(yīng)控制到巷道斷面輪廓線外2 2 4m4m(包括巷道斷面(包括巷道斷面內(nèi)的煤層);內(nèi)的煤層); (5 5)鉆孔孔數(shù)應(yīng)根據(jù)鉆孔的有效排放半徑確定,鉆孔的有效排放半徑必)鉆孔孔數(shù)應(yīng)根據(jù)鉆孔的有效排放半徑確定,鉆孔的有效排放半徑必須經(jīng)實(shí)測(cè)確定;須經(jīng)實(shí)測(cè)確定; (6 6)超前鉆孔施工前應(yīng)加強(qiáng)工作面支護(hù),打好迎面支架,背好工作面。)超前鉆孔施工前應(yīng)加強(qiáng)工作面支護(hù),打好迎面支架,背好工作面。超前鉆孔超前鉆孔深孔松動(dòng)爆破深孔松動(dòng)爆破 (1)(1)深孔松動(dòng)爆破措施,可深孔松動(dòng)爆破措施,可適用于適用于煤質(zhì)較硬、
29、突出強(qiáng)度較小煤質(zhì)較硬、突出強(qiáng)度較小的煤的煤層。層。 (2(2)深孔松動(dòng)爆破的孔徑為)深孔松動(dòng)爆破的孔徑為42mm42mm,孔深不得小于,孔深不得小于8m8m。深孔松動(dòng)爆。深孔松動(dòng)爆破應(yīng)控制到巷道輪廓線外破應(yīng)控制到巷道輪廓線外3.0m3.0m的范圍??讛?shù)應(yīng)根據(jù)松動(dòng)爆破有效半徑的范圍。孔數(shù)應(yīng)根據(jù)松動(dòng)爆破有效半徑確定。采用深孔松動(dòng)爆破防突措施,在掘進(jìn)時(shí)必須留有不小于確定。采用深孔松動(dòng)爆破防突措施,在掘進(jìn)時(shí)必須留有不小于5m5m的超的超前距;前距; (3)(3)深孔松動(dòng)爆破的有效影響半徑,應(yīng)進(jìn)行實(shí)測(cè);深孔松動(dòng)爆破的有效影響半徑,應(yīng)進(jìn)行實(shí)測(cè); (4(4)深孔松動(dòng)爆破孔的裝藥長(zhǎng)度為孔長(zhǎng)減去)深孔松動(dòng)爆破孔
30、的裝藥長(zhǎng)度為孔長(zhǎng)減去5.55.5 6.0m6.0m每個(gè)藥卷每個(gè)藥卷(特制藥卷)長(zhǎng)度為(特制藥卷)長(zhǎng)度為1m1m,每個(gè)藥卷裝入一個(gè)雷管。裝藥必須裝到孔底。,每個(gè)藥卷裝入一個(gè)雷管。裝藥必須裝到孔底。裝藥后,應(yīng)裝入不小于裝藥后,應(yīng)裝入不小于0.4m0.4m的水炮泥,水炮泥外側(cè)還應(yīng)充填長(zhǎng)度不小的水炮泥,水炮泥外側(cè)還應(yīng)充填長(zhǎng)度不小于于2m2m的封口炮泥;的封口炮泥; (5)(5)在裝藥和充填炮泥時(shí),應(yīng)防止折斷電雷管的腳線;在裝藥和充填炮泥時(shí),應(yīng)防止折斷電雷管的腳線; (6)(6)深孔松動(dòng)爆破后,必須進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。如果措施無(wú)效,深孔松動(dòng)爆破后,必須進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。如果措施無(wú)效,必須采取補(bǔ)救措施;必須
31、采取補(bǔ)救措施; (7)(7)深孔松動(dòng)爆破時(shí),必須執(zhí)行撤人、停電、設(shè)警戒、遠(yuǎn)距離放深孔松動(dòng)爆破時(shí),必須執(zhí)行撤人、停電、設(shè)警戒、遠(yuǎn)距離放炮、反向風(fēng)門(mén)等安全措施。炮、反向風(fēng)門(mén)等安全措施。松動(dòng)爆破松動(dòng)爆破1-破碎圈;破碎圈;2-松動(dòng)圈松動(dòng)圈措施實(shí)施后工作面應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移措施實(shí)施后工作面應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移 蛇形山:裝藥蛇形山:裝藥3kg/孔,雷管孔,雷管3個(gè)個(gè)/孔;破碎半徑孔;破碎半徑0.1m;松動(dòng)半徑;松動(dòng)半徑0.720.75m;影響半徑:;影響半徑:1.394.52m。超前支架超前支架4.2.3 4.2.3 回采工作面防突措施回采工作面防突措施 -預(yù)抽瓦斯預(yù)抽瓦斯 -超前鉆孔超前鉆孔 -松動(dòng)爆破松動(dòng)爆破
32、 -預(yù)裂爆破預(yù)裂爆破 -煤層注水煤層注水 5 5、防突措施效果檢驗(yàn)、防突措施效果檢驗(yàn) 檢驗(yàn)的方法:同預(yù)測(cè)檢驗(yàn)的方法:同預(yù)測(cè) 檢驗(yàn)的時(shí)間:措施實(shí)施后檢驗(yàn)的時(shí)間:措施實(shí)施后 檢驗(yàn)的位置:措施孔間檢驗(yàn)的位置:措施孔間6、安全防護(hù)措施 遠(yuǎn)距離防炮遠(yuǎn)距離防炮 反向風(fēng)門(mén)反向風(fēng)門(mén) 井下避難所(救生倉(cāng))井下避難所(救生倉(cāng)) 壓風(fēng)自救系統(tǒng)壓風(fēng)自救系統(tǒng) 隔離式自救器隔離式自救器反向風(fēng)門(mén)反向風(fēng)門(mén)防逆流裝置防逆流裝置防止瓦斯逆流鐵板定位圈防止瓦斯逆流鐵板立軸2b (突然逆風(fēng)時(shí)防止瓦斯逆流鐵板位置)斯逆流鐵板位置)b (正常通風(fēng)時(shí)防止瓦1膠皮風(fēng)筒鐵風(fēng)筒局部通風(fēng)機(jī)木質(zhì)帶鐵皮的風(fēng)門(mén)磚墻21b 、baaf避難硐室避難硐室7、
33、日常防突技術(shù)管理 1.1.尊重客觀規(guī)律,合理采掘部署和適當(dāng)控制采掘進(jìn)度;尊重客觀規(guī)律,合理采掘部署和適當(dāng)控制采掘進(jìn)度; 2.2.加強(qiáng)管理程序加強(qiáng)管理程序( (設(shè)計(jì)、審批、簽字、通知、檢查設(shè)計(jì)、審批、簽字、通知、檢查) )、操、操 作和裝備維護(hù);作和裝備維護(hù); 3.3.加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作;加強(qiáng)地質(zhì)測(cè)量工作; 4.4.加強(qiáng)通風(fēng)管理加強(qiáng)通風(fēng)管理, ,完善通風(fēng)系統(tǒng)和安全防護(hù)措施;完善通風(fēng)系統(tǒng)和安全防護(hù)措施; 5.5.電氣設(shè)備、爆破材料等要符合更高的防爆要求;電氣設(shè)備、爆破材料等要符合更高的防爆要求; 6.6.加強(qiáng)支護(hù)加強(qiáng)支護(hù), ,防止冒頂垮塌;防止冒頂垮塌; 7.7.加強(qiáng)爆破工作管理;加強(qiáng)爆破工作管理;
34、 8.8.處理好突出孔洞;處理好突出孔洞; 9.9.認(rèn)真收集和分析突出原始資料,總結(jié)突出規(guī)律。認(rèn)真收集和分析突出原始資料,總結(jié)突出規(guī)律。 8、防突技術(shù)研究動(dòng)向 防突中存在的主要問(wèn)題防突中存在的主要問(wèn)題 防突研究重點(diǎn)和動(dòng)向防突研究重點(diǎn)和動(dòng)向 防突中存在的主要問(wèn)題防突中存在的主要問(wèn)題 無(wú)保護(hù)層可采;無(wú)保護(hù)層可采; 透氣性差,瓦斯抽放效果不佳;透氣性差,瓦斯抽放效果不佳; 集約化開(kāi)采中的防突問(wèn)題;集約化開(kāi)采中的防突問(wèn)題; 鉆孔施工深度不夠;鉆孔施工深度不夠; 延期突出增多;延期突出增多; 打鉆突出問(wèn)題;打鉆突出問(wèn)題; “ “低指標(biāo)值突出低指標(biāo)值突出”問(wèn)題;問(wèn)題; 地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)問(wèn)題;地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)問(wèn)題;
35、 特殊條件下防突措施問(wèn)題等特殊條件下防突措施問(wèn)題等 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重點(diǎn)和動(dòng)向 防突技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)防突技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 防突技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是以區(qū)域性防突措施為主、局部性防突技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是以區(qū)域性防突措施為主、局部性防突措施為輔的防突格局。以區(qū)域預(yù)測(cè)、區(qū)域性防突措施、防突措施為輔的防突格局。以區(qū)域預(yù)測(cè)、區(qū)域性防突措施、區(qū)域性防突措施效果評(píng)價(jià)、突出危險(xiǎn)性連續(xù)監(jiān)測(cè)預(yù)警、高效區(qū)域性防突措施效果評(píng)價(jià)、突出危險(xiǎn)性連續(xù)監(jiān)測(cè)預(yù)警、高效的安全防護(hù)措施作為新的綜合防突體系。的安全防護(hù)措施作為新的綜合防突體系。 加強(qiáng)瓦斯抽采力度將是及其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。加強(qiáng)瓦斯抽采力度將是及其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重
36、點(diǎn)和動(dòng)向 地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)技術(shù)研究地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)技術(shù)研究 地面三維地震探測(cè)井下地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)研究;地面三維地震探測(cè)井下地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)研究; 井下長(zhǎng)距離、高精度地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)技術(shù);井下長(zhǎng)距離、高精度地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)技術(shù); 地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電透視等技術(shù)的完善與提高地質(zhì)雷達(dá)、無(wú)線電透視等技術(shù)的完善與提高 。 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重點(diǎn)和動(dòng)向 煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù) 針對(duì)突出的復(fù)雜性,利用煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技針對(duì)突出的復(fù)雜性,利用煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),收集井下盡可能多的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),收集井下盡可能多的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全信息,在綜合分析的基礎(chǔ)上,對(duì)井下各工作面的
37、突出危險(xiǎn)狀信息,在綜合分析的基礎(chǔ)上,對(duì)井下各工作面的突出危險(xiǎn)狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和警戒,實(shí)現(xiàn)突出危險(xiǎn)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和警戒,實(shí)現(xiàn)突出危險(xiǎn)性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線分析和智能預(yù)警。性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線分析和智能預(yù)警。 利用信息技術(shù),從管理和技術(shù)方面提高煤與瓦斯突出防利用信息技術(shù),從管理和技術(shù)方面提高煤與瓦斯突出防治技術(shù)的途徑,是今后的發(fā)展趨勢(shì)。治技術(shù)的途徑,是今后的發(fā)展趨勢(shì)。 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重點(diǎn)和動(dòng)向 煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù) msrp sdb(空間數(shù)據(jù)庫(kù))msrp editor(礦圖編輯系統(tǒng))msrp kja(監(jiān)控分析器)msrp view(圖形瀏覽器)msrp ews(災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng))msrp console(控制臺(tái))應(yīng)用程序數(shù)據(jù)來(lái)源msrp kbs(知識(shí)庫(kù)系統(tǒng))msrp sms(安全管理系統(tǒng))msrp pces(災(zāi)害防治專家系統(tǒng)) 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重點(diǎn)和動(dòng)向 煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù) 圖形編輯系統(tǒng);圖形編輯系統(tǒng); 瓦斯賦存預(yù)測(cè)與智能化區(qū)瓦斯賦存預(yù)測(cè)與智能化區(qū)域預(yù)測(cè)系統(tǒng);域預(yù)測(cè)系統(tǒng); 研究重點(diǎn)和動(dòng)向研究重點(diǎn)和動(dòng)向 煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù)煤與瓦斯突出預(yù)警技術(shù) 監(jiān)
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