双孔聚能爆破煤层裂隙扩展贯通机理 被引量：20

1

作者 郭德勇 赵杰超 +1 位作者 朱同功 张超 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1613-1623,共11页

针对双孔聚能爆破孔间煤层裂隙扩展贯通问题,基于对双孔爆破应力波叠加效应的分析,建立双孔聚能爆破数值分析模型,研究双孔同时起爆时应力波的传播特征、煤体的应力状态、煤体裂隙扩展贯通规律以及应力波叠加效应对裂隙扩展的影响.结果... 针对双孔聚能爆破孔间煤层裂隙扩展贯通问题,基于对双孔爆破应力波叠加效应的分析,建立双孔聚能爆破数值分析模型,研究双孔同时起爆时应力波的传播特征、煤体的应力状态、煤体裂隙扩展贯通规律以及应力波叠加效应对裂隙扩展的影响.结果表明,应力波叠加效应致使两爆破孔中间截面上部分区域及其邻域内形成均压区,迫使部分径向裂隙转向,主导爆生裂隙空白带的形成;两爆破孔间的定向裂隙相互贯通后,爆生气体相互作用促进贯通区裂隙的扩展并贯穿空白带.同时,结合煤层深孔聚能爆破现场试验发现,在两爆破孔外侧,应力波叠加效应促进裂隙的扩展,该作用随着远离爆破孔呈先增加后减小之势;在两爆破孔之间,应力波叠加效应抑制部分区域裂隙的扩展,致使两爆破孔之间不同位置处煤层增透效果有起伏变化. 展开更多

关键词 聚能爆破 双孔爆破 裂隙扩展 煤层增透 瓦斯抽采

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岩石介质中双孔爆破效应的数值模拟研究 被引量：13

2

作者 孙从煌 曲艳东 +1 位作者 孔祥清 章文姣 《爆破》 CSCD 北大核心 2017年第3期37-45,130,共10页

基于动力分析软件LS-DYNA及Langrange-Euler耦合算法,数值模拟研究了双炮孔同时起爆和微差起爆(微差时间分别为0.05 ms、0.1 ms、0.3 ms和5 ms)时爆炸冲击波在岩石介质中的传播规律和爆破对炮孔周围岩体振动效应的影响。研究表明:双炮... 基于动力分析软件LS-DYNA及Langrange-Euler耦合算法,数值模拟研究了双炮孔同时起爆和微差起爆(微差时间分别为0.05 ms、0.1 ms、0.3 ms和5 ms)时爆炸冲击波在岩石介质中的传播规律和爆破对炮孔周围岩体振动效应的影响。研究表明:双炮孔同时起爆初期,损伤破碎区的扩展类似于单孔爆破;当爆炸冲击波相互叠加后,两炮孔中间纵向单元和药柱内外两侧横向近区单元的压力和等效应力随爆心距的增大而减小,而自由面上单元呈现出先增后减的变化趋势,且在距药柱10 cm外出现内侧单元的压力和应力值均高于外侧;微差起爆可缓解爆破振动和改善爆破效果,以同时起爆药柱完全引爆所需时间0.3 ms为例,当微差小于0.3 ms时,随着微差时间的延长,微差起爆对周围岩体单元的压力和等效应力峰值的降低幅度越大,同时缓解岩体纵向爆破隆起和z方向的振动效应也越明显,但超过0.3 ms后则微差起爆的改善效果受到一定限制。 展开更多

关键词 双孔爆破 冲击波 微差爆破 振动效应

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基于RHT模型双孔同时爆破均质岩体损伤的数值模拟 被引量：12

3

作者 王卫华 刘洋 +1 位作者 张理维 张恒根 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第3期414-426,共13页

为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT(RiedelHiermaier-Thoma)损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周... 为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT(RiedelHiermaier-Thoma)损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周围岩石损伤的时空演化过程。结果表明:随着炮孔间距的增加,岩石有效损伤率逐渐递减,相同截面处的有效损伤率在炮孔间距最小的方案中最大,相邻炮孔间的爆破能量叠加作用随炮孔间距的增大而减弱,合适的炮孔间距可以获得更加理想的爆破效果;岩石有效损伤率随着自由面到炮孔中心处距离的增大而逐渐减小,爆破能量倾向于向自由面方向传播,额外自由面对爆破能量分布的影响随自由面与炮孔间距的增大而减弱。数值模拟结果对研究双孔爆破能量的传递法则具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 双孔爆破 数值模拟 RHT模型 炮孔间距 自由面 岩石有效损伤率

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高地应力岩石双孔爆破损伤演化研究 被引量：12

4

作者 王海亮 高尚 张海义 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第2期1-6,共6页

为探究地应力和侧压力系数对爆破损伤范围及损伤分布的影响,基于RHT本构建立双孔爆破模型,运用LS-DYNA软件对不同地应力水平下的岩石爆破进行了数值模拟,对裂隙的扩展、贯通过程进行了分析,研究了高地应力对爆破损伤演化的影响。研究表... 为探究地应力和侧压力系数对爆破损伤范围及损伤分布的影响,基于RHT本构建立双孔爆破模型,运用LS-DYNA软件对不同地应力水平下的岩石爆破进行了数值模拟,对裂隙的扩展、贯通过程进行了分析,研究了高地应力对爆破损伤演化的影响。研究表明:裂隙区比粉碎区对地应力的变化更敏感,地应力对裂隙区的发育特别是主裂隙的扩展起抑制作用;随着静水地应力的增加,粉碎区和裂隙区范围、主裂隙长度逐渐减小,岩石破碎和裂隙贯通愈发困难;非静水应力下,最大主应力对裂隙扩展具有导向作用,侧压力系数越大,岩石损伤各向异性越明显;根据高地应力岩石损伤特性提出了爆破优化措施。 展开更多

关键词 双孔爆破 损伤演化 高地应力 侧压力系数

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低透气性煤层双孔预裂爆破增透数值模拟 被引量：10

5

作者 梁冰 丁学丞 +1 位作者 孙维吉 刘东 《爆破》 CSCD 北大核心 2014年第2期84-90,共7页

煤层深孔预裂爆破增透技术可以有效解决低透气性煤层瓦斯难抽采问题,通过研究不同爆破方法对煤体破坏范围的影响进而确定合理的爆孔半径对提高瓦斯抽采率具有重要的意义。以潞安矿区漳村煤矿3#煤层为研究对象,采用数值模拟的研究方法研... 煤层深孔预裂爆破增透技术可以有效解决低透气性煤层瓦斯难抽采问题,通过研究不同爆破方法对煤体破坏范围的影响进而确定合理的爆孔半径对提高瓦斯抽采率具有重要的意义。以潞安矿区漳村煤矿3#煤层为研究对象,采用数值模拟的研究方法研究了双孔连续爆破应力波的传播过程及对煤层影响的范围。研究结果表明:单孔爆破模型应力波的传播特性以及爆破影响范围与双孔爆破模型存在明显差异,双孔爆破应力叠加破坏煤体的范围要远于单孔爆破对煤体的影响;通过钻孔间距为5 m、8 m和10 m的两孔连续起爆模拟结果比较,确定漳村煤矿3#煤层预裂爆破两爆破孔的合理间距为8 m。 展开更多

关键词 双孔爆破 有效应力 合理间距 应力波 宏观裂隙

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不同炸药对花岗岩不同位置爆破的数值模拟 被引量：7

6

作者 李婷婷 费爱萍 +1 位作者 牛雪峰 朱春宇 《工程爆破》 CSCD 2019年第4期8-15,共8页

针对在矿山开采中炸药利用率不高和爆破效果不理想的情况,以辽宁省鞍山市某矿区岩种—花岗岩为例,利用ANSYS/LS-DYNA进行二维双孔爆破数值模拟,以炸药与岩石匹配为突破点,寻求特定岩种的炸药种类及爆破参数。首先设置炮孔间距为380、480... 针对在矿山开采中炸药利用率不高和爆破效果不理想的情况,以辽宁省鞍山市某矿区岩种—花岗岩为例,利用ANSYS/LS-DYNA进行二维双孔爆破数值模拟,以炸药与岩石匹配为突破点,寻求特定岩种的炸药种类及爆破参数。首先设置炮孔间距为380、480、580、680、780 cm的模型,然后在每一种模型中,花岗岩与10种炸药分别进行能量匹配,共有50种匹配方案。分别提取4个不同位置的单元应力时程:两个炮孔间中垂线、第1炮孔水平线、第1炮孔中垂线及第2炮孔中垂线。通过对应力时程数据的提取、筛选、拟合、计算,得到孔距为780 cm时,Cyclotol炸药在4个不同位置单元的爆破深度分别为500、400、500、500 cm,有效爆破时间百分比分别为16.81%、16.81%、10.84%、19.35%。通过10种炸药与岩石匹配,综合分析爆破深度及有效爆破时间百分比,得到Cyclotol炸药与花岗岩匹配的爆破效果最佳,可以为矿山爆破优化提供依据。 展开更多

关键词 双孔爆破 Cyclotol炸药 数值模拟 爆破深度 有效爆破时间

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地应力及岩石抗拉强度对双孔爆破的影响 被引量：6

7

作者 梅勇 吕玉正 孙淼军 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第19期8509-8514,共6页

为研究地应力和岩石抗拉强度对爆破效果的影响,利用颗粒流程序(PFC2D)开展数值模拟实验,用单孔爆破实验效果验证了模型的合理性。考虑炮孔间的相互影响,从裂纹形态、应力场及能量场三个角度来分析双孔爆破实验结果。结果表明:①双孔爆... 为研究地应力和岩石抗拉强度对爆破效果的影响,利用颗粒流程序(PFC2D)开展数值模拟实验,用单孔爆破实验效果验证了模型的合理性。考虑炮孔间的相互影响,从裂纹形态、应力场及能量场三个角度来分析双孔爆破实验结果。结果表明:①双孔爆破在地应力为40~60 MPa时裂纹才会受到明显的抑制作用,当地应力小于40 MPa时,随着地应力的提高,平行于炮孔方向的裂纹受到的抑制作用较小,而垂直于炮孔连线方向的裂纹受到抑制作用较大。②地应力在0~5 MPa时,摩擦能和动能衰减最严重;地应力在20~40 MPa时,岩体内部应变能峰值最高。③抗拉强度每增长10 MPa,裂纹数量会减少约80%,同时,岩石抗拉强度对能量场的影响也较严重。 展开更多

关键词 地应力 抗拉强度 双孔爆破 能量场 裂纹

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双孔切缝爆破裂纹扩展机理及损伤特性研究

8

作者 张宪堂 陈长青 +2 位作者 刘小康 夏姣姣 周红敏 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期45-53,共9页

为研究双孔切缝爆破控制断裂损伤效果,开展现场双孔切缝爆破试验,结合ANSYS/LS-DYNA软件构建试验双孔切缝爆破模型,对比分析其裂纹扩展与孔壁气体单元压力变化。现场结果表明:爆后两炮孔间在切缝方向形成贯穿相交断裂面,半眼残痕更加明... 为研究双孔切缝爆破控制断裂损伤效果,开展现场双孔切缝爆破试验,结合ANSYS/LS-DYNA软件构建试验双孔切缝爆破模型,对比分析其裂纹扩展与孔壁气体单元压力变化。现场结果表明:爆后两炮孔间在切缝方向形成贯穿相交断裂面,半眼残痕更加明显;改变切缝角度至157°,裂纹仍会向切缝方向发展,切缝导向作用不受角度改变而影响;增设孔间空孔时断裂效果优于无空孔切缝爆破,说明空孔的存在能有效改善切缝爆破的定向断裂效果。模型结果显示:裂纹扩展与损伤与现场结果基本拟合,对比分析双孔切缝爆破与普通光面爆破模型,应力波的叠加作用使得孔间裂纹发育发生偏转,在两炮孔间形成裂纹空白带;分析孔壁0°~90°周围气体单元压力峰值,切缝方向达到压力峰值的时间早于非切缝方向,切缝爆破在0°~15°区间内,压力峰值下降幅度较大,随后曲线逐渐趋于平缓,角度越大,峰值变化也越来越小;切缝管在爆炸过程中有效地控制爆炸能量的分布,在切缝处形成应力集中,最大应力峰值约为垂直方向4倍以上。 展开更多

关键词 聚能切缝爆破 双孔爆破 数值模拟 爆破损伤 压力分析

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液态CO_(2)相变爆破孔网参数优化研究 被引量：2

9

作者 贾进章 邢迎欢 +1 位作者 李斌 刘飞 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1868-1879,共12页

为优化液态CO_(2)相变爆破钻孔布置参数,研究双孔同时起爆应力波的传播特征、控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,基于LS DYNA有限元软件模拟分析单孔爆破、双孔不同孔间距爆破及添加控制孔爆破的裂隙扩展特征,并在山西某矿15号煤层进行液... 为优化液态CO_(2)相变爆破钻孔布置参数,研究双孔同时起爆应力波的传播特征、控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,基于LS DYNA有限元软件模拟分析单孔爆破、双孔不同孔间距爆破及添加控制孔爆破的裂隙扩展特征,并在山西某矿15号煤层进行液态CO_(2)相变致裂现场试验。结果表明:液态CO_(2)单孔爆破的有效致裂半径为2.16 m;双孔爆破有效致裂半径为2.54 m,较单孔有效致裂半径提高了17.59%。随着炮孔间距的增大,两炮孔中间连线贯通区由完全贯通演化至非连续贯通,当孔间距为5 m时,致裂效果最好。含控制孔爆破较双孔爆破有效致裂半径提高了8.27%,控制孔主导了爆生主裂隙的定向扩展及孔壁环向裂隙的生成,裂隙扩展速度和影响范围均有显著增加。液态CO_(2)相变致裂后,平均瓦斯抽采体积分数提高了2.68倍,平均瓦斯抽采流量提高了6.09倍。 展开更多

关键词 安全工程 液态CO_(2)相变致裂 双孔爆破 控制孔 孔网参数优化

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岩体双孔爆破损伤特征的影响因素研究 被引量：2

10

作者 解北京 栾铮 +1 位作者 李晓旭 石嘉煜 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期20-26,共7页

为明确多因素作用下岩体双孔爆破损伤规律,借助RHT本构模型,构建岩体爆破裂纹扩展演化模型,采用ANSYS/LS-DYNA软件探究地应力A、抗拉强度B、不耦合系数C对岩体爆破特征的影响,并运用Design-Expert 12.0软件设计Box Behnken实验,构建岩... 为明确多因素作用下岩体双孔爆破损伤规律,借助RHT本构模型,构建岩体爆破裂纹扩展演化模型,采用ANSYS/LS-DYNA软件探究地应力A、抗拉强度B、不耦合系数C对岩体爆破特征的影响,并运用Design-Expert 12.0软件设计Box Behnken实验,构建岩体爆破损伤的二次回归响应曲面模型,探究三因素交互作用影响规律。研究结果表明:岩体有效损伤面积与地应力、抗拉强度、不耦合系数均呈负相关趋势;影响因素中地应力、抗拉强度、不耦合系数均为显著项,其中单因素影响程度为A>B>C;交互项影响依此为BC>AC>AB,且BC和AC交互作用极显著,AB交互作用不显著;基于响应曲面法,构建三因素-三水平下的二次响应回归模型,模型预测值与实验结果的偏差低于3.16%。研究结果对提高深部爆破效率具有重要意义。 展开更多

关键词 双孔爆破 损伤演化 影响因素 响应曲面 交互作用

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单-双孔爆炸荷载作用下应变测试试验 被引量：1

11

作者 杨仁树 曹文俊 +1 位作者 陈程 高祥涛 《中国煤炭》 北大核心 2015年第10期49-52,共4页

预裂效果是低渗透高瓦斯煤层深孔爆破增透技术的关键。采用超动态应变测试系统，实测了单孔起爆和双孔同时起爆作用下有机玻璃板中爆炸产生的应变波，对测试得到的轴向和切向爆炸应变波信号进行了分析。结果表明：单孔起爆产生的裂纹长... 预裂效果是低渗透高瓦斯煤层深孔爆破增透技术的关键。采用超动态应变测试系统，实测了单孔起爆和双孔同时起爆作用下有机玻璃板中爆炸产生的应变波，对测试得到的轴向和切向爆炸应变波信号进行了分析。结果表明：单孔起爆产生的裂纹长度有限，双孔起爆由于应力波叠加作用产生的主裂纹长度扩展效果明显；应变波波形包括两个部分，首先以压缩为主的应变作用使裂纹产生，然后以拉伸为主的应变作用使裂纹长度扩展，且拉伸应变峰值是导致裂纹长度扩展的主要原因；双孔同时起爆爆炸拉伸应变峰值是单孔起爆的3～6倍，说明多点爆炸荷载对介质的作用并不是单纯的数值叠加。研究结果为进一步认识爆破破岩机理和爆破预裂技术提供新的试验依据。 展开更多

关键词 单孔爆炸 双孔爆炸 爆炸效应 应变测试 动力学响应

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煤岩体双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应分析

12

作者 徐学锋 史鹏科 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第10期100-106,共7页

针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题,根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距,并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明:双孔同时爆破,炮... 针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题,根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距,并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明:双孔同时爆破,炮孔间距3.4 m(单孔爆破裂纹半径的2倍)时,炮孔间的裂隙区不能全部贯通,炮孔间距2.5 m时,炮孔间的裂隙区才能够全部贯通;微差爆破,炮孔间距3.4 m时,由于先爆炮孔周围裂隙区的裂纹在后爆炮孔应力波的叠加作用下发生明显的二次扩展,炮孔间的裂隙区能够基本贯通,而炮孔间距3.0 m时,炮孔间的裂隙区能够全部贯通并覆盖钻孔间全范围;现场采掘面进行松动爆破时,炮孔间距一般应小于单孔爆破裂纹半径的2倍(炮孔同时爆破约取单孔估算炮孔间距的70%,微差爆破约取单孔估算炮孔间距的90%),才能保证松动爆破效果;微差爆破与炮孔同时爆破相比,不但能保证爆破效果,而且还可以减少炮孔数量和爆破材料用量,是优先选择的爆破方案。 展开更多

关键词 煤岩体 双孔爆破 应力波 裂纹扩展 叠加效应 微差爆破

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钢筋混凝土双曲拱大桥深孔爆破拆除技术 被引量：9

13

作者 雷振 李彬 池恩安 《爆破》 CSCD 2008年第3期74-77,共4页

国家重点工程龙滩电站开始蓄水后,贵州册亨岩架钢筋混凝土双曲拱大桥即将淹没而成为通航障碍,必须拆除。在施工前,桥面到水面12m,按照通航要求,主航道水域需拆除至水面以下5m且在这5m范围内不能有爆碴堆积,根据工程特点,采取以深孔为主... 国家重点工程龙滩电站开始蓄水后,贵州册亨岩架钢筋混凝土双曲拱大桥即将淹没而成为通航障碍,必须拆除。在施工前,桥面到水面12m,按照通航要求,主航道水域需拆除至水面以下5m且在这5m范围内不能有爆碴堆积,根据工程特点,采取以深孔为主、浅孔为辅的爆破施工技术,对桥墩采用深孔爆破技术,对拱肋、拱板、拱顶采用浅孔爆破技术,并对深孔采用毫秒延时单孔起爆,有效降低爆破地震效应,爆破后经专业技术人员检测,爆破效果非常理想,完全满足技术和安全的要求,其施工技术可供同类工程借鉴。 展开更多

关键词 双曲拱大桥 桥墩淹没 深孔爆破 毫秒延时

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坚硬岩层顶板切顶留巷关键参数确定与应用研究 被引量：6

14

作者 王辉 陈召 +1 位作者 王小良 张盛 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第6期153-162,共10页

以云盖山一矿22204工作面切顶留巷为工程背景,对直接顶内含有厚层较坚硬砂岩的预裂爆破切顶关键参数的确定进行了研究;建立了双孔爆破力学模型,采用CDEM数值模拟对比分析了不同切顶高度、切顶角度方案下留巷围岩的变形特征。结果表明:... 以云盖山一矿22204工作面切顶留巷为工程背景,对直接顶内含有厚层较坚硬砂岩的预裂爆破切顶关键参数的确定进行了研究;建立了双孔爆破力学模型,采用CDEM数值模拟对比分析了不同切顶高度、切顶角度方案下留巷围岩的变形特征。结果表明:切顶可以有效减小留巷顶板悬臂长度,实现卸压保护巷道的目的;切顶高度的变化主要影响采空区的充填程度及短悬臂梁的厚度,切顶角度的变化主要影响顶板悬臂梁的长度以及矸石对悬臂梁的侧向支撑作用,切顶高度和切顶角度都存在1个合理的取值范围,并非越大越好;最终确定的切顶高度为9m,切顶角度为15°,爆破钻孔间距为800 mm,实现了成功留巷。 展开更多

关键词 切顶卸压 沿空留巷 预裂爆破参数 双孔爆破力学模型 CDEM

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地下采场中深孔爆破参数设计与应用 被引量：7

15

作者 刘猛 《中国矿山工程》 2017年第4期12-14,共3页

为改善地下采场爆破效果,依据首云铁矿矿岩特性及开采现状,对中深孔爆破参数进行优化计算,确定了各参数的取值范围。工业试验表明,采用优化的爆破参数后,矿石块度更加均匀,提高了爆破质量。

关键词 双机芯凿岩 中深孔爆破 参数设计 工业试验

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双层药包爆破成洞试验研究及其应用

16

作者 叶序双 《工程爆破》 1997年第2期31-34,共4页

介绍了在土中双层（上、下层）药包短延时爆破２００余次模型试验的研究成果，给出了几组优化爆破参数及延时起爆间隔时间，并应用于在黄粘土中快速构筑垂直短洞，证明了这一方法有优越性。

关键词 双层药包 爆破成洞 短延时爆破 爆破

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