北回風(fēng)大巷瓦斯抽放鉆孔設(shè)計(jì)方案掛耳抽放_(tái)第1頁(yè)
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北回風(fēng)大巷9#煤層瓦斯抽放鉆孔

設(shè)計(jì)方案建設(shè)單位:施工單位:2017年12月北回風(fēng)大巷瓦斯抽放鉆孔設(shè)計(jì)方案由我單位施工的北回風(fēng)大巷工程于12月份正式開(kāi)始掘進(jìn)。為進(jìn)一步全方位治理北回風(fēng)大巷的瓦斯,保證抽掘接替,做到“全覆蓋,應(yīng)抽盡抽”,經(jīng)研究決定,在北回風(fēng)大巷每隔60m施工一瓦斯抽放鉆場(chǎng),在鉆場(chǎng)內(nèi)打瓦斯抽放孔,掩護(hù)巷道掘進(jìn)。為了確保此項(xiàng)打鉆工作安全順利進(jìn)行,特制本施工方案,望相關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)并貫徹落實(shí)。一、項(xiàng)目部人員組織及職責(zé)分工1、項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng):副組長(zhǎng):成員:2、職責(zé)分工(1)、組長(zhǎng):全面協(xié)調(diào)、積極推動(dòng)此項(xiàng)工作順利進(jìn)展。(2)、副組長(zhǎng):對(duì)瓦斯抽放鉆孔施工進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)及全面負(fù)責(zé),負(fù)責(zé)方案的審批工作,現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)鉆孔的實(shí)施方案。(3)、成員:對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工作直接負(fù)責(zé)(如:清理淤泥、積水、環(huán)境衛(wèi)生等),并按程序進(jìn)行打鉆孔、封孔、連接等工作全面負(fù)責(zé);如遇突發(fā)情況及時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào)并進(jìn)行處理;保證打鉆工作安全、順利進(jìn)行。二、工作面概況1、工程概況北回風(fēng)大巷沿9歌層底板布置,巷道設(shè)計(jì)掘?qū)?000mm掘高4100mm錨網(wǎng)索噴,坡度3-7下山。2、煤層產(chǎn)狀、厚度、結(jié)構(gòu)、堅(jiān)固性系數(shù)、層間距9歌層位于太原組中下部,上距8-2煤層5.99-11.97m,平均7.32m。煤層厚度為3.01-5.38m,平均4.24m。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含1-4層夾研,夾研厚度為0.21-1.23m。直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖,厚度為3.34-9.72m,平-2-均7.06m,有時(shí)為炭質(zhì)泥巖偽頂,厚0.28m左右;底板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖。煤層厚度變異系數(shù)為15.7%,可采性指數(shù)為1,為穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。3、煤層瓦斯涌出量、瓦斯自然,發(fā)火期、煤塵爆炸指數(shù)根據(jù)沈陽(yáng)研究院2014年1月編制的《山西柳林金家莊煤業(yè)有限公司下組煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告》分析,9#煤掘進(jìn)時(shí)瓦斯相對(duì)涌出量為2.99m3/t,絕對(duì)涌出量為1.07m3/min,根據(jù)ZK5-3號(hào)鉆孔采樣測(cè)試,煤塵具有爆炸性,火焰長(zhǎng)度為30mm煤層自然傾向性等級(jí)為III級(jí),屬不易自然煤層,地溫變化梯度平均為1.07C/100m,屬低溫正常區(qū)。4、地質(zhì)構(gòu)造井田位于離柳礦區(qū)西部,三交一柳林單斜含煤區(qū)中南部,井田地層總體上為一單斜構(gòu)造,走向?yàn)槲鞅币粬|南,傾向西南,地層傾角平緩,一般為3—7。,井田內(nèi)并未見(jiàn)巖漿巖侵入,未發(fā)現(xiàn)有斷層等構(gòu)造,井田構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類。對(duì)瓦斯(煤層氣)賦存較為有利。5、含水層分析(1)、碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組該含水巖組主要指奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r、泥灰?guī)r和白云巖等可溶巖,區(qū)域東部和青龍城附近有大面積出露。該組地層厚約450m左右,巖溶裂隙發(fā)育,是區(qū)域內(nèi)最主要的含水巖組。該含水巖組的富水性在水平和垂直方向上都有較大差異。在垂直方向上:巖溶裂隙主要發(fā)育在上、下馬家溝組的石灰?guī)r中,含水介質(zhì)以溶洞、溶孔為主,溶洞直徑10-20cm,溶孔直徑1-5cm;峰峰組地層巖溶發(fā)育相對(duì)較弱。在水平方向上,受區(qū)域構(gòu)造控制補(bǔ)給區(qū)富水性較差,徑流區(qū)富水性逐步增強(qiáng),在構(gòu)造發(fā)育區(qū)和排泄區(qū)富水性較強(qiáng),鉆孔單位涌水量在0.694-12.55L/S?m水質(zhì)類型為HCO3-SO42—Ca+Na型,礦化度0.532g/L。(2)、碎屑巖夾碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組本含水巖組為上石炭統(tǒng)太原組海陸交互沉積地層,由砂巖、泥巖、煤層及3?5層石灰?guī)r組成,是區(qū)域內(nèi)主要含水巖組之一。含層間裂隙水,具承壓性,但富水性不均一,富水性強(qiáng)弱受構(gòu)造和埋藏條件所控制,在構(gòu)造發(fā)育和埋藏較淺的部位,巖溶裂隙發(fā)育,補(bǔ)給條件好,富水性相對(duì)較強(qiáng),否則富水性弱,與奧灰水有相似性。鉆孔單位涌水量0.014-0.792L/S-m水質(zhì)類型為SO42-HCO3Na+Mg2+Ca2^。(3)、碎屑巖類砂巖裂隙含水巖組主要包括二疊系一套陸相,過(guò)渡相碎屑巖沉積地層,在區(qū)域東部溝谷中有出露,由砂巖、砂質(zhì)泥巖夾煤層等組成。該地層含砂巖裂隙水,含水空間以風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙為主,泉流量0.1-1.0L/S,鉆孔單位涌水量在0.00039-0.0041L/S?m之間,水質(zhì)類型為HCO3-SO42Na+Mg2型,礦化度0.77g/L。(4)、松散巖類孔隙含水巖組主要由上第三系上新統(tǒng)和第四系中、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)地層組成。上第三系上新統(tǒng)含水層主要為紅土下半膠結(jié)狀礫石層,厚度不穩(wěn)定,溝谷中多見(jiàn)有小泉水出露,泉流量較小,一般0.001-0.1L/S,富水性較弱。第四系中、上更新統(tǒng)含水層為黃土裂隙和黃土中的砂礫石層,多分布于梁第之上,且連續(xù)性差,儲(chǔ)水條件不好,局部含上層滯水,富水性極弱,多為透水不含水巖層。全新統(tǒng)含水層主要分布于區(qū)域西北部三JI河的河漫灘和較大的溝谷中,含水層為砂卵礫石層,主要受季節(jié)性河流補(bǔ)給,富水性較弱。(5)、含水層對(duì)礦井開(kāi)采的影響井田內(nèi)煤系地層各含水層富水性弱,煤層采動(dòng)裂隙雖破壞了隔水完整性,導(dǎo)水裂隙帶溝通了主要含水層之間,但由于含水層富水性弱,含水層對(duì)礦井充水影響不大。(6)奧灰水對(duì)開(kāi)采煤層影響井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高為806?809m4號(hào)煤層底板標(biāo)高在580?870m之間,8-1、8-2號(hào)煤層底板標(biāo)高在510-790m之間,9號(hào)煤層底板標(biāo)高在500-700m之間。由此可見(jiàn),井田內(nèi)4號(hào)煤層西部范圍,8-1、8-2、9號(hào)煤層全部范圍處于奧灰水水位之下,但由于施工的為掘進(jìn)巷道,不存在破壞奧灰水底板的情況,奧灰水突破底板的可能性較小。6、瓦斯抽放系統(tǒng)(1)瓦斯抽放通過(guò)礦井地面瓦斯抽放泵站進(jìn)行瓦斯抽放,利用地面瓦斯抽放泵站的兩臺(tái)型號(hào)為2BE4720-2BY4型水環(huán)式真空泵,流量為510m3/min,配用隔爆型電動(dòng)機(jī)功率為800KW/抽放管路采用0400不銹鋼螺旋焊管。(2)打鉆地點(diǎn)抽放管路敷設(shè)路線:北回風(fēng)大巷一一二采區(qū)回風(fēng)巷一一輔運(yùn)石門(0400)——4#回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷(0400)——4#回風(fēng)下山(0400)——4#回風(fēng)大巷(0400)——3#回風(fēng)巷抽放管(0520)——地面抽放泵站7、避災(zāi)路線北回風(fēng)大巷一一二采區(qū)回風(fēng)巷一一輔運(yùn)石門一一進(jìn)風(fēng)行人立井車場(chǎng)繞道——4#回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷一一4#北道大巷一一1號(hào)副立井一一地面三、鉆孔實(shí)施方案1、鉆孔布置采用本煤層掛耳抽放瓦斯的方法。即在北回風(fēng)大巷巷道內(nèi)施工鉆場(chǎng)(見(jiàn)附圖),鉆場(chǎng)梯形布置,防止集聚瓦斯,外寬5nl內(nèi)寬4nl73nl高3.5m,在鉆場(chǎng)內(nèi)沿煤層布置抽放鉆孔,每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)瓦斯抽放鉆孔布置2排,每排4個(gè)鉆孔,自開(kāi)口處先右?guī)褪┕ゃ@場(chǎng),打鉆150m巷道掘進(jìn)60m后在左幫施工鉆場(chǎng),打鉆150m如此往復(fù)。瓦斯抽放鉆孔孔徑為94mm巷道控制距離為150m允許掘進(jìn)120m保留30m超前距離,實(shí)現(xiàn)瓦斯預(yù)抽,在北回風(fēng)大巷工作面施工時(shí)以達(dá)到降低巷道瓦斯涌出量的目的。2、鉆機(jī)的選擇為了保證打鉆工程順利施工,選擇合適的設(shè)備,打鉆使用ZYW-3200S液壓鉆機(jī),該鉆機(jī)操作簡(jiǎn)單,具有鉆進(jìn)速度快,使用方便等優(yōu)點(diǎn)。3、預(yù)埋孔口管及管路鋪設(shè)打鉆前預(yù)埋孔口管,孔口管規(guī)格?108mm3000mm使用?130mm占頭打鉆孔預(yù)埋,利用囊袋式封孔器進(jìn)行封孔;由抽放隊(duì)負(fù)責(zé)鋪設(shè)延伸所需的管路,不得與電纜同側(cè)吊掛,抽放管路低凹處應(yīng)安裝放水器,每根管路最少有兩個(gè)受力點(diǎn),管路連接安裝要求符合規(guī)定,便于安裝使用。打開(kāi)的鉆孔通過(guò)連接裝置直接與抽放管路連接。在抽放管路上安裝總閥門、監(jiān)測(cè)裝置和孔板計(jì)量裝置,不間斷監(jiān)測(cè)管路內(nèi)溫度、負(fù)壓、濃度、流量等瓦斯抽放參數(shù)。4、打鉆期間排水系統(tǒng)布置打鉆前必須提前設(shè)置排水溝及利用排水泵進(jìn)行排水,鉆孔開(kāi)孔后及時(shí)在孔口接設(shè)汽水分離裝置,孔內(nèi)流出的水經(jīng)過(guò)汽水分離器流入北回風(fēng)大巷臨時(shí)泵窩,通過(guò)潛水泵進(jìn)入輔運(yùn)石門臨時(shí)泵窩,再由輔運(yùn)石門原有排水系統(tǒng)進(jìn)行排水。5、鉆孔的封孔與連接(1)鉆孔封孔鉆孔施工完畢后,由打鉆人員負(fù)責(zé)及時(shí)清理鉆孔內(nèi)的雜物并用①63mmPE料管利用囊袋式封孔器進(jìn)行封孔,封孔深度不少于9米。(2)鉆孔連接單個(gè)鉆孔封孔施工完畢后,需及時(shí)將鉆孔連接至主管路上,并開(kāi)啟連接裝置上的閘閥,根據(jù)鉆孔內(nèi)的瓦斯情況及時(shí)進(jìn)行抽放,連接完畢移交礦抽放隊(duì)。(3)鉆孔觀測(cè)鉆孔連接后,建立瓦斯抽放觀測(cè)制度,每三天抽放隊(duì)觀測(cè)工對(duì)支管路、總管路進(jìn)行一次全面觀測(cè),并把結(jié)果填寫(xiě)在觀測(cè)點(diǎn)的牌板上,每次觀測(cè)都要按時(shí)填寫(xiě)抽放日?qǐng)?bào)表,報(bào)瓦斯防治中心主任、通風(fēng)礦長(zhǎng)和技術(shù)礦長(zhǎng)審查。發(fā)現(xiàn)抽放瓦斯出現(xiàn)異常(濃度、負(fù)壓下降)情況,查明原因,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。四、鉆孔施工注意事項(xiàng)及安全技術(shù)措施1、鉆孔施工安全措施(1)鉆孔施工前,工作面必須支護(hù)完好,并將巷道內(nèi)的雜物清理干凈,保證作業(yè)空間不收影響。對(duì)巷道內(nèi)的電纜進(jìn)行吊掛,機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修,保證電氣設(shè)備不失爆。(2)打鉆完畢后,鉆孔內(nèi)必須用囊袋式封孔器進(jìn)行封孔并及時(shí)連接進(jìn)行抽放。(3)打鉆過(guò)程中必須使用汽水分離器;施工地點(diǎn)安裝甲烷傳感器或懸掛便攜式,數(shù)值超過(guò)0.8%寸,應(yīng)停止鉆進(jìn),待瓦斯降至0.8%以下后方可繼續(xù)施工。如發(fā)生瓦斯異?;蝽斻@、夾鉆、水量增加現(xiàn)象,施鉆負(fù)責(zé)人應(yīng)立即停鉆并向調(diào)度指揮中心及瓦斯防治中心、地測(cè)防治水中心匯報(bào),相關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后采取措施進(jìn)行處理。(4)如遇主扇停風(fēng)停電時(shí),該地點(diǎn)必須立即停止作業(yè),嚴(yán)格按照主扇停風(fēng)停電措施的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(5)瓦斯員必須對(duì)施工地點(diǎn)不間斷巡回檢查瓦斯,發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)0.8%時(shí),立即停止作業(yè),進(jìn)行處理,待瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下時(shí),方可繼續(xù)作業(yè)。(6)施工人員下井必須佩戴便攜式瓦斯報(bào)警儀,隨時(shí)檢查瓦斯變化情況,發(fā)現(xiàn)瓦斯超限或異?,F(xiàn)象,立即停止打鉆作業(yè),切斷電源,匯報(bào)調(diào)度指揮中心及瓦斯防治中心進(jìn)行處理。(7)抽放隊(duì)必須嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯抽放觀測(cè)制度,每3天對(duì)鉆孔相關(guān)參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)一次,并對(duì)每一個(gè)鉆孔抽放參數(shù)進(jìn)行分析總結(jié),做好有關(guān)記錄。(8)鉆孔施工完畢后,必須將鉆孔內(nèi)煤渣清理干凈,以防煤粉受負(fù)壓的影響進(jìn)入抽放管道系統(tǒng)內(nèi),堵塞瓦斯抽放系統(tǒng)。(9)施工期間,跟班隊(duì)長(zhǎng)、安監(jiān)員必須現(xiàn)場(chǎng)跟班監(jiān)督施工。2、操作鉆機(jī)注意事項(xiàng)及安全技術(shù)措施(1)進(jìn)入施工地點(diǎn),首先要仔細(xì)觀察工作地點(diǎn)的頂板支護(hù)情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,發(fā)現(xiàn)下風(fēng)側(cè)甲烷傳感器顯示值超過(guò)規(guī)定要求時(shí)不得開(kāi)機(jī)打鉆。(2)要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修,保障各部件無(wú)滲、漏油現(xiàn)象;加強(qiáng)所負(fù)責(zé)的電器設(shè)備防爆管理,定期檢查,杜絕失爆現(xiàn)象。(3)開(kāi)機(jī)前對(duì)鉆機(jī)外露的轉(zhuǎn)動(dòng)部位擦拭干凈并涂上一層12#機(jī)械油,以防開(kāi)機(jī)后產(chǎn)生火花或損壞機(jī)器。(4)對(duì)鉆機(jī)要空車試車,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,停機(jī)處理,試車要由鉆機(jī)司機(jī)操作。(5)空載試車,確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后,可由鉆機(jī)司機(jī)操作開(kāi)始打鉆。(6)操作鉆機(jī)必須由考試合格并持證上崗的司機(jī)操作,鉆機(jī)司機(jī)必須熟悉本鉆機(jī)的主要性能,嚴(yán)格按照鉆機(jī)的技術(shù)要求和規(guī)定程度進(jìn)行操作。(7)施工過(guò)程中,如遇鉆孔瓦斯涌出突然增加,立即停鉆,不得拔出鉆桿,將人員撤至安全地點(diǎn)并匯報(bào)。(8)鉆桿全部拔出后,用100%勺光干涉瓦斯檢查器檢查鉆孔里的瓦斯,并做好記錄然后迅速用封孔器封孔并連接。(9)封孔方法選用囊?guī)椒饪祝饪组L(zhǎng)度不得小于9米,并做到嚴(yán)密不漏氣。(10)瓦斯抽放工程施工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行,鉆孔角度誤差不大于±1°,開(kāi)孔位置誤差不大于0.2m,開(kāi)孔要圓滑,終孔要打到設(shè)計(jì)層位,不得隨意改變鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù),若確需修改時(shí),必須經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)。(11)鉆機(jī)在連接鉆桿過(guò)程中,鉆機(jī)必須停電,動(dòng)力頭絕對(duì)不能運(yùn)轉(zhuǎn)以免動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)傷人。(12)注意各運(yùn)動(dòng)部件的溫升情況;操作閥、油泵、油管、馬達(dá)、電動(dòng)機(jī)等處的溫度不得超過(guò)75C,油溫不得超過(guò)60C,否則應(yīng)停機(jī)檢查加以處理。(13)觀察各壓力表所指示的壓力,判斷壓力是否過(guò)載,出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象應(yīng)調(diào)節(jié)溢流閥,降低鉆車系統(tǒng)壓力,減少負(fù)荷。(14)觀察鉆車鉆進(jìn)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)有異常聲響、動(dòng)力頭震動(dòng)過(guò)大、車身有擺動(dòng)、支柱有晃動(dòng),應(yīng)停鉆檢查并加以處理,發(fā)現(xiàn)有頂鉆等現(xiàn)象時(shí)必須及時(shí)安裝防噴孔裝置。(15)各操作手把應(yīng)按規(guī)定的標(biāo)識(shí)和規(guī)定的程序操作,換向不能過(guò)快,以免造成液壓沖擊,損壞部件。(16)觀察油箱油位,當(dāng)油位下降到標(biāo)定的頁(yè)面以下時(shí),應(yīng)停機(jī)加油。3、防止機(jī)械傷人、冒頂片幫事故措施(1)每次施工前,施工人員要認(rèn)真檢查鉆機(jī)周圍工作環(huán)境和鉆機(jī)完好情況。(2)施工人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備不完好,要及時(shí)處理,未處理前嚴(yán)禁施工。(3)鉆車操作處,水管必須安裝截止閥。(4)認(rèn)真檢查鉆具,發(fā)現(xiàn)不合格的鉆具一律不準(zhǔn)使用。(5)電纜與鉆機(jī)的連接應(yīng)牢固、可靠,嚴(yán)防因電纜接頭連接不佳而造成井下重大事故,且鉆機(jī)在移動(dòng)時(shí)不得依靠機(jī)器拖曳電纜。(6)施工期間人員必須衣著整齊、利索、袖口扣嚴(yán)、精力充沛、注意力集中,密切觀察鉆孔瓦斯及鉆機(jī)儀表情況,發(fā)現(xiàn)異常能隨時(shí)停機(jī)、停電處理,做好自?;ケ9ぷ?,防止機(jī)械傷人或噴孔傷人事故。(7)鉆進(jìn)過(guò)程中,施工人員必須與鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)部位保持一定的距離,以防止機(jī)械絞傷。(8)施工中施工人員要集中精力,認(rèn)真操作,監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停機(jī)處理,保證鉆機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(9)接、卸鉆桿時(shí),人員要統(tǒng)一指令、分工明確、精力集中、必須停止鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),接、卸鉆桿人員離開(kāi)后方可啟動(dòng)鉆機(jī)。(10)每次進(jìn)入作業(yè)地點(diǎn)必須敲幫問(wèn)頂,處理作業(yè)地點(diǎn)5米范圍的活肝危巖(煤)。(11)施工地點(diǎn)支護(hù)必須完好,必要時(shí)予以加固支護(hù),否則不得開(kāi)鉆施工。(12)施工點(diǎn)后路不得進(jìn)行對(duì)支護(hù)有影響的工作,其后路巷道必須及時(shí)清理、疏通,風(fēng)水管路吊掛整齊靠幫,以保證后路暢通無(wú)阻。4、防滅火措施(1)鉆機(jī)附近配備滅火器不得少于兩臺(tái);消防沙不得少于0.5m3,消防鐵鍬不得少于兩把;帶壓水管和消防桶等防滅火設(shè)施。每班施工人員應(yīng)熟練掌握滅火器的使用和防滅火常識(shí)。每班交接班時(shí)應(yīng)檢查防滅火設(shè)備的數(shù)量和完好狀況,不符合要求不得施工。(2)打鉆過(guò)程中,一旦出現(xiàn)鉆孔冒煙等燃燒征兆時(shí),應(yīng)立即切斷電源,用混凝土將鉆孔封堵嚴(yán)實(shí),并及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)情況向調(diào)度指揮中心及瓦斯防治中心匯報(bào),做進(jìn)一步處理。5、防塵措施(1)孔口設(shè)置噴霧裝置,并加強(qiáng)管理,確保霧化和除塵效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。(2)做好捕塵、降塵措施,確保施工地點(diǎn)無(wú)煤塵飛揚(yáng)現(xiàn)象。(3)嚴(yán)格防塵措施落實(shí)工作,若不落實(shí)立即停工整改。五、瓦斯抽放鉆孔驗(yàn)收每個(gè)鉆孔打鉆完畢后由瓦斯防治中心和施工隊(duì)聯(lián)合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收(驗(yàn)收辦法為清點(diǎn)退桿根數(shù)),并與

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