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文檔簡(jiǎn)介
1、.目 錄1 概述11.1 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)11.2 礦井概況12 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇52.1礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方法的選擇52.2 礦井通風(fēng)方式的選擇62.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定72.4 繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖及網(wǎng)路圖.83 礦井總風(fēng)量計(jì)算103.1 礦井需風(fēng)量計(jì)算原則103.2 礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法104 礦井總風(fēng)量的分配154.1 分配原則154.2 分配的方法154.3 礦井風(fēng)量的分配155 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算165.1 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則165.2 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算方法166 選擇主要通風(fēng)設(shè)備及附屬裝置216.1 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求216.2 主要通風(fēng)機(jī)的選擇21參考文獻(xiàn)24附錄2
2、5.;1 概述1.2 礦井概況1、煤層地質(zhì)概況:煤層傾角25,單一煤層,煤層厚2.8m,該礦屬高瓦斯礦井,礦井相對(duì)瓦斯涌出量為,煤塵有爆炸危險(xiǎn),煤層自然發(fā)火期為個(gè)月。2、井田范圍:設(shè)計(jì)第一水平開采深度240m,走向長(zhǎng)度6000m,每翼長(zhǎng)3000m。3、礦井生產(chǎn)能力:設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為0.45Mt,礦井第一水平服務(wù)年限為23年。4、井田開拓與開采:礦井采用立井開拓,開拓系統(tǒng)見圖1-1,采區(qū)劃分見圖1-2。在每翼兩采區(qū)中央上部邊界開風(fēng)井,采用對(duì)角式通風(fēng),通風(fēng)系統(tǒng)見圖1-3。礦井同時(shí)生產(chǎn)兩個(gè)采區(qū),每個(gè)采區(qū)一個(gè)高檔機(jī)采生產(chǎn)工作面,工作面日產(chǎn)量750t,一個(gè)備用面,兩個(gè)掘進(jìn)面,可滿足礦井產(chǎn)量要求。5、井下同時(shí)
3、作業(yè)人數(shù)280人,一個(gè)采煤工作面最多40人,一個(gè)掘進(jìn)面最多20人。6、井巷尺寸及支護(hù)情況:見表1-1。7、鄰近條件相近礦井資料:采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量13m3/t,掘進(jìn)工作面(用28kW局部通風(fēng)機(jī))風(fēng)量。8、該礦自然風(fēng)壓為50pa。圖1-1 開拓系統(tǒng)布置圖圖1-2 采區(qū)劃分圖圖1-3 通風(fēng)系統(tǒng)布置示意圖表1-1 井巷尺寸及支護(hù)情況井巷名稱支護(hù)形式斷面形狀凈斷面積(m2)井巷特征備注副井混凝土碹圓形19.6井筒直徑5.0m,罐籠提升,有梯子間H=240m進(jìn)風(fēng)石門料石砌碹半圓14.0L=200m大巷混凝土碹半圓10.0不抹灰漿34段200m45段 550m運(yùn)輸機(jī)上山工字鋼梯形9.0支架縱口徑=5
4、201202,300m202203,80m203204,80m軌道上山工字鋼梯形9.0支架縱口徑=5208209,80m209210,220m210211,20m區(qū)段工作面機(jī)巷(上順槽)工字鋼梯形8.0支架縱口徑=5L=750(困難時(shí)期)L=60m(容易時(shí)期)采煤工作面矩形8.0單體液壓支柱,一次采全高,支架整齊,控頂距24m。L=140m區(qū)段回風(fēng)巷(下順槽)工字鋼梯形6.5支架縱口徑=5同上順槽回風(fēng)斜巷、聯(lián)絡(luò)巷工字鋼梯形8.0支架縱口徑=5L=30m采區(qū)總回風(fēng)巷錨噴半圓8.0L=1500m回風(fēng)石門錨噴半圓8.0L=50m回風(fēng)井混凝土碹圓形8.0井筒直徑D=3.5m,有梯子間H=70m風(fēng)硐R取
5、0.02Ns2/m82 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,煤層賦存條件、表土層厚度、地溫、礦井瓦斯涌出量、煤層自燃傾向性等條件,在確保礦井安全,兼顧中、后期生產(chǎn)需要的前提下,通過(guò)對(duì)多個(gè)可行的礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。中央式通風(fēng)系統(tǒng)具有井巷工程量少、初期投資少的優(yōu)點(diǎn)。因此,礦井初期宜優(yōu)先采用。有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井,應(yīng)采用對(duì)角式或分區(qū)對(duì)角式通風(fēng);當(dāng)井田面積較大時(shí),初期可采用中央式通風(fēng),逐步過(guò)渡為對(duì)角式或分區(qū)對(duì)角式。礦井通風(fēng)方法一般采用抽出式,壓入式使用較少。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜、露頭發(fā)育、老窯多、采用多風(fēng)井通風(fēng)有利時(shí),可采用壓
6、入式通風(fēng)。鑒于壓入式通風(fēng)在生產(chǎn)礦井中實(shí)際應(yīng)用情況,故對(duì)壓入式通風(fēng)是否適用于高瓦斯礦井并不予以明確規(guī)定,設(shè)計(jì)選擇通風(fēng)方法時(shí),可根據(jù)礦井的具體條件并通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。本礦井采用抽出式通風(fēng)方法,采用兩翼對(duì)角式通風(fēng)方式。2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的擬定礦井開拓采用立井開拓方式,由于煤層傾角為25°,單一煤層,煤層厚2.8m,且礦井為高瓦斯礦井,礦井相對(duì)瓦斯涌出量為,煤塵有爆炸危險(xiǎn)性,煤塵自然發(fā)火期為4-6個(gè)月,所以礦井采用兩翼對(duì)角式,礦井主要進(jìn)風(fēng)井位于井田中央的副井,總回風(fēng)巷布置在井田的上部邊界回風(fēng)井分別布置在上山采區(qū)上部邊界中央,形成兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。下面主要以左翼采區(qū)為例簡(jiǎn)要說(shuō)明,右翼
7、可參照左翼。(1) 采區(qū)工作面通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面的副井進(jìn)入井下,經(jīng)井底車場(chǎng)、主要運(yùn)輸石門、主要運(yùn)輸大巷、采區(qū)下部車場(chǎng)、運(yùn)輸上山、上順槽、采煤工作面,清洗工作面后,污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)井進(jìn)入大氣。(2) 備用工作面通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進(jìn)入井下,經(jīng)井底車場(chǎng)、主要運(yùn)輸石門、主要運(yùn)輸大巷、采區(qū)下部車場(chǎng)、運(yùn)輸上山、區(qū)段運(yùn)輸順槽、備用工作面。清洗備用工作面后,污風(fēng)經(jīng)區(qū)段回風(fēng)平巷、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)石門、回風(fēng)井進(jìn)入大氣。(3) 火藥庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進(jìn)入井下,經(jīng)井底車場(chǎng)、主要運(yùn)輸石門、火藥庫(kù)、軌道上山、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)石門、回風(fēng)井排入大氣。(4) 掘進(jìn)工作面通風(fēng)系
8、統(tǒng)新鮮風(fēng)流從地面經(jīng)副井進(jìn)入井下,經(jīng)井底車場(chǎng)、主要運(yùn)輸石門、主要運(yùn)輸大巷、采區(qū)下部車場(chǎng)、運(yùn)輸上山、掘進(jìn)工作面,清洗工作面后,污風(fēng)進(jìn)入軌道上山、主要回風(fēng)巷道、回風(fēng)石門、回風(fēng)井排入大氣。3 礦井總風(fēng)量計(jì)算3.1 礦井需風(fēng)量計(jì)算原則2礦井需風(fēng)量,按下列要求分別計(jì)算,并采用其中最大值。(1)按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算,每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于;(2)按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量,必須使地點(diǎn)的風(fēng)流中得瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害其他的濃度,風(fēng)速以及溫度,每人供風(fēng)量符合煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。3.2 礦井需風(fēng)量的計(jì)算方法礦井需風(fēng)量按以下方法計(jì)算,并取其中
9、最大值。3.2.1按井下同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算其中:礦井總進(jìn)風(fēng)量,; N井下同時(shí)工作最多人數(shù); 礦井通風(fēng)系統(tǒng)(包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)備用系數(shù),宜取。3.2.2 采煤工作面需風(fēng)量計(jì)算采煤工作的需風(fēng)量應(yīng)按下列因素分別計(jì)算,并取其中最大值。(1)按瓦斯涌出量計(jì)算(記得把下面式子中的8改成13再計(jì)算) (3-1)其中: 第i個(gè)采煤工作面需要風(fēng)量,; 第i個(gè)采煤工作面瓦斯絕對(duì)涌出量,; 第i個(gè)采煤工作面瓦斯涌出不均勻的風(fēng)量備用系數(shù),它是該工作面瓦斯絕對(duì)涌出量的最大值和平均值的比值。生產(chǎn)礦井可以根據(jù)各工作面正常的生產(chǎn)條件,至少進(jìn)行5晝夜的觀測(cè),得出5個(gè)值,取其最大值。通常機(jī)采工作面??;炮采工作
10、面去;水采工作面取。(2)按工作面進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算采煤工作面應(yīng)有良好的氣候條件,其進(jìn)風(fēng)流溫度可根據(jù)風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)方法進(jìn)行計(jì)算。其氣溫與風(fēng)速應(yīng)符合表3-1的要求。表 3-1 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表回采工作面的空氣溫度()回采工作面的風(fēng)速(m/s)<150.3-0.515-180.5-0.818-200.8-1.020-231.0-1.523-261.5-1.8 (3-2)其中:第i個(gè)采煤工作面的平均風(fēng)速,按其進(jìn)風(fēng)流溫度從上表選,m/s; 第i個(gè)采煤工作面有效通風(fēng)斷面,取最大和最小控頂時(shí)有效斷面的平均值,m2; 第i個(gè)采煤工作面的長(zhǎng)度系數(shù),從表3-2中選擇。表3-2采煤工作面長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)
11、表采煤工作面的長(zhǎng)度/m采煤工作面的長(zhǎng)度風(fēng)量系數(shù)<500.850-800.980-1201.0120-1501.1150-1801.2>1801.3-1.4(3)按工作人員人數(shù)計(jì)算 (33)其中:4每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量,;第i個(gè)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù),個(gè)。綜合上述可知,采煤工作面需風(fēng)量應(yīng)取最大值(把后面這個(gè)數(shù)改成(3-1)中的答案)。(4)按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速驗(yàn)算各采煤工作面的最小風(fēng)量:按最高風(fēng)速驗(yàn)算各采煤工作面的最大風(fēng)量:采煤工作面需風(fēng)量?。ò押竺孢@個(gè)數(shù)改成(3-1)中的答案)時(shí)滿足要求。采煤工作面串聯(lián)通風(fēng)時(shí),按其中一個(gè)最大需風(fēng)量計(jì)算。備用工作面亦按上述要求,并滿足
12、瓦斯、二氧化碳、風(fēng)流溫度和風(fēng)速等規(guī)定計(jì)算需風(fēng)量,且不得低于其回采時(shí)需風(fēng)量的50%。我們?nèi)溆霉ぷ髅骘L(fēng)量為。3.2.3 掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計(jì)算掘進(jìn)工作面實(shí)際的風(fēng)量,應(yīng)按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量、炸藥用量、人數(shù)分別計(jì)算,取其中最大值,并用風(fēng)速驗(yàn)算。(1)按炸藥量計(jì)算 (35)其中:25每使用1kg炸藥的供風(fēng)量,;第i個(gè)掘進(jìn)工作面一次爆破使用的最大炸藥量,kg。(一次爆破使用的最大炸藥量一般取10kg)(2)按局扇的吸風(fēng)量計(jì)算 (36)其中:第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的局部通風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量的和,可按表3-3選擇。為防止局部通風(fēng)機(jī)吸循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量備用系數(shù),一般取1.2-1.3,進(jìn)風(fēng)巷道
13、中無(wú)瓦斯涌出時(shí)取1.2,有瓦斯涌出時(shí)取1.3。表3-3 各種局部通風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量風(fēng)機(jī)型號(hào)額定風(fēng)量m3/minJBT-51(5.5KW)150JBT-52(11KW)200JBT-61(14KW)250JBT-62(28KW)300所以局部通風(fēng)機(jī)機(jī)型號(hào)選擇JBT62(28KW)。(3)按工作人員數(shù)量計(jì)算 (3-7)其中: 4每人每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量,; 第i個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)。綜合上述可知,掘進(jìn)工作面風(fēng)量應(yīng)取。(4)按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算按最低風(fēng)速驗(yàn)算各個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量:各個(gè)煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最小風(fēng)量:按最高風(fēng)速驗(yàn)算各掘進(jìn)工作面的最大風(fēng)量:其中: 第i個(gè)掘進(jìn)巷道工作面巷道
14、的凈斷面積,。所以,掘進(jìn)工作面風(fēng)量滿足要求。3.2.4 硐室需風(fēng)量各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)的硐室供風(fēng)量,應(yīng)根據(jù)不同的硐室分別計(jì)算。井下爆破材料庫(kù)、絞車房、機(jī)電硐室根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值,統(tǒng)一取。3.2.5 其他巷道需風(fēng)量計(jì)算新建礦井,其他用風(fēng)巷道的總風(fēng)量難以計(jì)算時(shí),也可按采煤,掘進(jìn),硐室的需風(fēng)量總和的估算。3.2.6 礦井左翼總風(fēng)量計(jì)算(把式子中的625這個(gè)數(shù)改成(3-1)中的答案在計(jì)算) (38)其中: 采煤工作面和備用工作面需風(fēng)量之后,; K礦井通風(fēng)(包括礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素)系數(shù)。當(dāng)采用壓入式或中央并列式通風(fēng)是,;當(dāng)采用中央分列式或混合式通風(fēng)時(shí),;當(dāng)采用對(duì)角式或區(qū)域時(shí)通風(fēng)時(shí),。通過(guò)計(jì)算所得:礦井左翼總
15、風(fēng)量為(把后面這個(gè)數(shù)改成(3-8)中的重新計(jì)算的答案)。礦井右翼總風(fēng)量為(3-8)中的重新計(jì)算的答案)礦井總風(fēng)量為左翼和右翼的總和為()。5 礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算5.1 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則通風(fēng)阻力計(jì)算的原則3:(1)礦井通風(fēng)總阻力不應(yīng)超過(guò)2940Pa。為了減少礦井的外部漏風(fēng)和主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用, 風(fēng)壓過(guò)大引起煤炭自燃發(fā)火,以及避免因主通風(fēng)機(jī)機(jī)型使通風(fēng)費(fèi)用加大,礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力應(yīng)滿足表5-1的要求: 表5-1 礦井通風(fēng)阻力要求礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量/m3··min-1系統(tǒng)的通風(fēng)阻力/Pa3 0003 0005 000 5 00010 000 10 00020 000 20 00
16、01 5002 0002 5002 9403 920(2)通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期總阻力的計(jì)算,應(yīng)沿著這兩個(gè)時(shí)期的最大通風(fēng)阻力風(fēng)路,分別計(jì)算各段井巷的通風(fēng)阻力,然后累加起來(lái),作為這兩個(gè)時(shí)期的礦井通風(fēng)總阻力。最大通風(fēng)阻力風(fēng)路可根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)(斷面積、長(zhǎng)度等)直接判斷確定,不能直接確定時(shí),應(yīng)選幾條可能最大的路線進(jìn)行計(jì)算比較。(3)礦井井巷的局部阻力,新建礦井宜按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算,擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。5.2 礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算方法沿礦井通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)路,分別用下式計(jì)算各段井巷的摩擦阻力: (5-1)計(jì)算礦井通風(fēng)阻力時(shí),按上表格式應(yīng)分別計(jì)算出通風(fēng)機(jī)
17、服務(wù)年限內(nèi)通風(fēng)最容易時(shí)期和最困難時(shí)期的最小阻力和最大阻力。選擇達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量后在通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi),通風(fēng)最容易和通風(fēng)最困難兩個(gè)時(shí)期通風(fēng)阻力最大的風(fēng)流路線,分別計(jì)算出各段巷道的通風(fēng)阻力,然后分別累加。如下表5-2:表5-2 礦井通風(fēng)困難(容易)時(shí)期井巷摩擦阻力計(jì)算表區(qū)段井巷名稱斷面形狀支護(hù)形式長(zhǎng)度L(m)周長(zhǎng)U/m面積1-2副井圓形混凝土碹0.04524015.719.67529.540.02376.8135.663.922-3主石門半圓拱料石砌碹0.003820014.3714.027440.00476.823.605.493-4大巷半圓拱料石砌碹0.003820012.141010000.009
18、39.16913.813.924-5大巷半圓拱料石砌碹0.003855012.1410.010000.02536.63933.563.665-6運(yùn)輸機(jī)上山梯形工字鋼0.02130012.489.07290.10836.6144.674.076-7運(yùn)輸機(jī)上山梯形工字鋼0.0218012.489.07290.02921.6413.582.407-8運(yùn)輸機(jī)上山梯形工字鋼0.0218012.489.07290.02920.1111.732.238-9上順槽梯形工字鋼0.021750(困難)60(容易)11.778.05120.3620.0291252.134.181.59-10采煤工作面矩形單體液壓支
19、架0.0514011.348.05120.1551222.321.510-11下順槽梯形工字鋼0.021750(困難)60(容易)10.616.5274.6250.6080.0491287.557.061.8611-12軌道上山梯形工字鋼0.0212012.489.07290.007 31.026.743.4512-13回風(fēng)斜巷梯形工字鋼0.0213011.778.05120.01439.16921.484.913-14總回風(fēng)巷半圓形錨噴0.009150010.868.05120.28639.169438.784.914-15采區(qū)回風(fēng)石門半圓形錨噴0.0095010.868.05120.010
20、39.16915.344.915-16回風(fēng)井圓形混凝土砌碹0.047010.038.05120.05539.16984.384.9合計(jì) 5.2.1 計(jì)算礦井通風(fēng)容易時(shí)期的通風(fēng)總阻力5.2.2 礦井通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)總阻力5.2.3 礦井通風(fēng)容易時(shí)期等積孔(把Q值改成(3-8)中的重新計(jì)算的答案)5.2.4 礦井通風(fēng)困難時(shí)期等積孔(把Q值改成(3-8)中的重新計(jì)算的答案)6 選擇主要通風(fēng)設(shè)備及附屬裝置6.1 選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求選擇礦井主要通風(fēng)設(shè)備,是選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)(或分區(qū)通風(fēng)機(jī))及其電動(dòng)機(jī)。主要通風(fēng)機(jī)的選擇方法為:(1)計(jì)算通風(fēng)最容易時(shí)期和最困難時(shí)期的通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓;(2)參考風(fēng)機(jī)產(chǎn)
21、品樣本,初選合適的通風(fēng)機(jī);(3)求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn),并確定通風(fēng)機(jī)的型號(hào)和轉(zhuǎn)速。6.2 主要通風(fēng)機(jī)的選擇6.2.1 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通(把Q值改成(3-8)中的重新計(jì)算的答案)(6-1)6.2.2 計(jì)算通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H通靜(把Q值改成(6-1)中的重新計(jì)算的答案) (6-2)容易時(shí)期:軸流式通風(fēng)機(jī):(把h風(fēng)硐值改成(6-2)中的重新計(jì)算的答案) (6-3)困難時(shí)期: (6-4)6.2.3 選擇通風(fēng)機(jī)根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的、和困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的、,在通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性圖表(見附圖3)上初步選擇合適的主要通風(fēng)機(jī)。根據(jù)(把后面幾個(gè)數(shù)值對(duì)照上面兩個(gè)式子改成重新計(jì)算的答案),可選定通風(fēng)機(jī)型號(hào)為2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)。工作效率為0.65。6.2.4 求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)根據(jù)確定的工況點(diǎn),因?yàn)樵O(shè)計(jì)工況點(diǎn)不一定恰好在所選擇通風(fēng)機(jī)的特性曲線上,所以,必須根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作阻力,確定其實(shí)際工況點(diǎn)。其步驟如下。(1)計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻(
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