CN111827878A - 一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，包括：步骤1，分析工作面突水的水文地质条件，根据工作面突水位置，确定施工垂直钻孔的位置；步骤2，进行射流孔设计；步骤3，施工层位的选择；步骤4，快速施工垂直钻孔，垂直钻孔未下套管之前，进行测井进一步确定目的层的物性特征，选择最佳层段；步骤5，评价地层固结程度，选择合适钻头和钻井液；步骤6，收集岩石物性、含水层厚度和生产数据，选择合适的钻孔形式；步骤7，确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口；步骤8，根据设计，全方位施工射流钻孔，根据突水点位置、现场其它有关突水信息和工作面水文条件，确定优先施工方位，然后间隔逐方位左右施工，直至找到突水通道位置为止。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿水害防治技术领域，特别是用于煤矿较大、特大突水淹井水害治理工程，利用径向水力射孔技术快速精准探查煤层底板灾害突水通道的方法。
背景技术
矿井突水一直是困扰和威胁我国煤矿安全生产的最突出问题之一。据不完全统计，自20世纪90年代以来的20多年里，我国已有250多个矿井发生了突水淹井事故，直接经济损失高达400亿元以上，给企业带来了严重的人身伤亡和巨大的经济损失，同时也造成了矿区水环境及水资源的较大损害。30多年来，尽管煤矿生产与建设的技术水平都有了很大程度提高，但是煤矿突水事故时有发生；特别是2000年以来，我国煤矿突水事故又呈上升趋势，大量突水案例表明，华北地区发生的重大突水及淹井事故多数是由煤系基底奥陶系灰岩岩溶承压水突入矿井造成的。这些矿井主要分布在我国的华北石炭二叠系煤田，包括峰峰、开滦、邯郸、邢台、渭北、肥城、新汶、平顶山、焦作和淮南等矿区。河北邯邢煤矿区受底板岩溶承压水威胁的煤炭储量多达30亿t，占已探明煤炭资源储量的60％以上。
煤矿水害是与瓦斯、火灾、煤尘、顶板事故等并列的五大矿井灾害之一，其事故发生频率和所造成损失的严重性仅次于瓦斯，易发群死群伤重大事故。突水事故的发生，不仅会淹没矿井和采区，影响矿井正常生产，有时还会造成人员伤亡，给国家和人民造成巨大的经济损失和精神伤害。并且抢险难度大、时间长、费用高。据初步统计，我国国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂和极复杂的矿井约占25.1％；受水害威胁的矿井占40.5％以上，全国受水害威胁较严重的煤炭储量达570亿t以上，主要分布在华北地区石炭二叠系煤田，占全国产量60％以上，其煤系地层下伏巨厚奥陶系灰岩含水层，承压水高，矿井水文地质条件非常复杂，煤炭资源开采受水害威胁严重。随煤矿采深增大，在高承压水和采动耦合作用下，煤层底板奥灰突水概率增加。特别是10多年来，随矿井采深不断加大，突水频率增长近157％，承压水害已经成为华北型煤田深部开采的严重安全威胁。
因此，限于目前的技术条件和认识，在还不能完全杜绝煤矿突水的情况下，非常现实的问题就是一旦煤矿发生突水，唯一的选择就是能迅速地封堵突水点，快速复产，就能够最大程度地降低因突水造成的损失，封堵突水的方法基本分为堵源和堵通道，两者相比堵通道最快，而堵通道的关键就是尽快地确定突水通道的准确位置，一旦确定突水通道的准确位置，就能快速地封堵煤矿突水，从而就能将水害损失降低到最低程度。因此，快速堵水的关键是迅速确定突水通道位置，这是煤矿防治水专业急需解决的重大技术难题。而目前国内治理突水寻找突水通道的通常做法有物探方法，但精度有限，另一个就是钻探方法，尽管现在钻探速度有了长足进展，而且多水平分支孔技术也应用在了堵水技术中，但在寻找突水通道方面仍显不足，纯钻进效率最好成绩8.3m/h，有待进一步提高，而径向水力射流技术纯钻进速率为100m/h。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，利用径向水力射流技术快速地确定隐伏突水通道，为快速堵水创造条件。
本发明目的在于提供一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，包括如下步骤：
步骤1，分析工作面突水的水文地质条件，根据工作面突水位置，确定施工垂直钻孔的位置；
步骤2，进行射流孔设计；
步骤3，进行施工层位的选择；
步骤4，快速施工垂直钻孔，垂直钻孔未下套管之前，进行测井来进一步确定目的层的物性特征，选择最佳层段；
步骤5，评价地层固结程度，选择合适的钻头和钻井液；
步骤6，收集岩石物性、含水层厚度和生产数据，选择最合适的钻孔形式；
步骤7，确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口；
步骤8，根据设计，全方位施工射流钻孔，根据突水点位置、现场其它有关突水信息和工作面水文条件，确定优先施工方位，然后间隔逐方位左右施工径向分支孔，直至找到突水通道位置为止。
优选的，所述步骤1的所述钻孔后期可延深至奥灰层位，做水文观测孔或堵源钻孔使用。
优选的，所述步骤2包括：根据垂直钻孔选择煤层底板以下的隔水岩层内全方位布置射流孔，射流孔水平长度100m，孔间距的确定以突水通道分布不超过工作面开采线前后30m和矿区最小构造半径来计算和确定。
优选的，所述步骤3包括：射流钻孔布置在煤层底板以下的粉砂质泥岩层或泥质粉砂岩隔水的岩层内，一旦遇到大的裂隙，射流孔将停止向前钻进，此处即可确定为突水通道所在位置。
优选的，所述步骤4采用T130或T200美国车载钻机实施。
优选的，所述步骤4包括：
步骤41，用钻头在设计部位的套管上磨铣开孔；
步骤42，用带喷射钻头的软管，借助高压射流进行水力破岩。
步骤43，在目的层中不同部位钻出多个井眼的一种工艺技术。
步骤44，水力喷射钻进：高压泵对无固相钻井液加压，连续油管输送到钻孔内目的层，钻井液经喷射钻头，高压转换成高速射流的动能穿透地层，最终形成径向分支孔。
优选的，所述步骤44实施中使用导向鞋来控制方向，使用陀螺仪系统精确定位，同一地层或单孔的不同层位均可进行径向钻进，适用于煤层、泥页岩、碳酸岩、泥质粉砂岩。
优选的，所述步骤44进行水力喷射钻进的施工参数包括：一个径向分支孔需起下连续油管两次；径向分支孔直径25—76mm；穿透深度0-100m；设计温度在120℃以下，压力最高达到90MPa；最大作业井深度3680m；无固相钻井液，液体过滤到10μm以下。
优选的，所述步骤44水力喷射钻进，高压泵对无固相钻井液加压，最大的压力为20000psi。
优选的，所述步骤7包括：套管内设置油管，油管与套管的间隙之间对称设置扶正器从而确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口。有关内部设置喷射管，喷射管头部安装喷射钻头。在扶正器下方有关外侧对称设置造斜器，在径向成孔水力喷射作业中，首先要在套管上钻开一个小孔，通过造斜器使得开窗工具串能在垂直于油管的方向上完成开窗，在位于断面的造斜器盖上会开设多个裸孔，通过裸孔与生产管柱和锚定器相连。
本发明的有益效果：
1、为快速封堵突水通道节省大量探查工程量，能大大缩短探查确定突水通道的时间，为快速决策封堵方案提供决策依据；
2、能大量减少动水条件下堵水骨料和注浆材料的浪费；
3、能大大缩短封堵突水的时间，减少治理突水的工程投入，快速复产；
4、具有显著的生产、技术效益、经济效益、社会效益(工人能回到原岗位就业)；
5、具有十分明显的应用和推广价值；
6、是煤矿水害防治技术的重大突破。
附图说明
附图1为根据本发明实施例的出水点及径向水力射流钻孔位置平面示意图；
附图2为根据本发明实施例的出水点治理径向水力射流钻孔布置平面示意图；
附图3为根据本发明实施例的出水点垂直钻孔布置示意图；
附图4为根据本发明实施例的径向水力射流钻孔探测隐伏突水通道示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，但并不用来限制本发明的保护范围。
参见图1-4，本实施例提供一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，利用径向水力射流技术快速地确定隐伏突水通道，为快速堵水创造条件。
径向多方向小孔径水力射孔技术起源于1992年，是美国油气开发过程中形成的成熟技术，2010年从美国引入中国，在我国目前仍然处于探索试验阶段。
径向水力射孔技术，将传统的机械钻头在动力驱动下研磨目标层的钻探方法，改做水作为介质，利用水分子在超高压产生时的巨大射击力和剥削力，实现对诸如岩石、煤层进行有效的射孔钻探。这种钻探不但要求钻进速度快，而且不卡钻，作业效率高。利用高压水射流破岩，在一个钻孔的同一个地层或不同地层，沿径向钻出多个水平钻孔。在钻进过程中遇到小裂隙压力会变小，但仍有可能会向前走，通过压力的变化来判断，遇到大的通道时肯定不再向前钻进。
径向水力射孔技术的工作原理：
1、用钻头在设计部位的套管上磨铣开孔。
2、用带喷射钻头的软管，借助高压射流进行水力破岩。
3、在目的层中不同部位钻出多个井眼的一种工艺技术。
4、水力喷射钻进：高压泵对无固相钻井液加压，连续油管输送到钻孔内目的层，钻井液经喷射钻头，高压转换成高速射流的动能穿透地层，最终形成深度0-100m，直径25 —76mm的水平径向分支孔。
径向水力射孔技术的工艺特点：
1、弯曲半径极短，无需扩径——专用导向鞋；
2、使用导向鞋来控制方向(使用陀螺仪系统可精确定位)；
3、特殊喷头和高压软管，配合连续油管保证径向分支孔平直；
4、同一地层或单孔的不同层位均可进行径向钻进；
5、适用于煤层、泥页岩、碳酸岩、泥质粉砂岩。
径向水力射孔技术的施工参数：
1、一个径向分支孔需起下连续油管两次。
2、径向分支孔直径25—76mm。
3、穿透深度0-100m
4、设计温度在120℃以下，压力最高达到90MPa。
5、最大作业钻孔深度3680m。
6、无固相钻井液，液体过滤到10μm以下。
径向水力射孔技术的原理：
1、用连续软管携带钻头在设计部位的套管上磨铣开孔；
2、用带喷射钻头的软管，借助高压射流进行水力破岩；
3、在地层中钻出多个100m长径向分支孔的一种工艺技术。
水力喷射钻进，高压泵对无固相钻井液加压(最大20000psi)，连续油管输送到井下，至目的层，钻井液经喷射钻头，高压转换成高速射流的动能，穿透油层，最终形成深度0-100m，直径30-70mm的水平井眼。特殊喷头和高压软管，配合连续油管保证井眼平直，同一地层或单孔的不同层位均可进行径向钻进。
径向水力射孔技术，2012年10月在冀中能源峰峰集团梧桐庄矿奥灰含水层水害治理中进行试验研究，取得了较好的应用效果，纯钻进速率为100m/h，是目前国内多水平分支孔最快纪录(8.3m/h)速率的12.0倍，下到近千米钻孔仅需1个小时。一般煤矿突水位置多位于开采线前后30m左右，因此，工作面突水后在突水点位置施工垂直钻孔，在煤层底板以下隔水岩层内，利用水力射孔技术全方位造孔，即可快速精准突水通道位置。
该快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，基于径向水力射流方法快速地确定隐伏突水通道，为快速堵水创造条件，包括如下步骤：
步骤1，分析工作面突水的水文地质条件，根据工作面突水位置，确定施工垂直钻孔的位置(该孔后期可延深至奥灰层位，做水文观测孔或堵源钻孔使用)；
如图1和所示，步骤2，射流孔设计：根据垂直钻孔选择煤层底板以下的隔水岩层内全方位布置射流孔，射流孔水平长度100m，孔间距的确定以突水通道分布不超过工作面开采线前后30m和矿区最小构造半径来计算和确定。
附图1中示出矿井下的工作面分布，包括采空区，以及沿推采方向的工作面上巷和工作面下巷，推采方向正前方依次为轨道巷道、皮带巷和回风巷。
图2中本实施例布置了19个射流孔，分别命名为S1，S2，…S19，每个射流孔间隔10m，距离射流孔圆形分布的圆心为30m。当然根据煤层的水文情况可以调整射流孔的个数，间隔，半径等参数。
如图3和4所示，步骤3，施工层位的选择，射流钻孔布置在煤层底板以下的粉砂质泥岩层或泥质粉砂岩等隔水的岩层内，一旦遇到大的裂隙，射流孔将停止向前钻进，此处即可确定为突水通道所在位置。
如图3所示，步骤4，利用最先进的T130或T200美国车载钻机，快速施工垂直钻孔，垂直钻孔未下套管之前，进行测井来进一步确定目的层的物性特征，选择最佳层段。
图3中，地层由上至下依次为表土层、卵石层、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、煤层、粉砂岩、石灰岩、煤层、粉砂岩、粉砂质泥岩、石灰岩、煤层、粉砂岩、铝质泥岩以及奥陶系灰岩。造成灾害突水通道的陷落柱以及隐伏导水构造和相关的裂隙，通常贯通出现在煤层、粉砂岩、铝质泥岩以及奥陶系灰岩。径向水力射流探测孔水平布置，与套管以及套管内的垂直孔正交设置，垂直孔下方具有一定长度的裸孔。
步骤5，评价地层固结程度，选择合适的钻头和钻井液。
步骤6，收集岩石物性、含水层厚度和生产数据，选择最合适的钻孔形式。
如图4所示，步骤7，确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口。如图4所示，套管内设置油管，油管与套管的间隙之间对称设置扶正器从而确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口。有关内部设置喷射管，喷射管头部安装喷射钻头。在扶正器下方有关外侧对称设置造斜器，在径向成孔水力喷射作业中，首先要在套管上钻开一个小孔，通过造斜器使得开窗工具串能在垂直于油管的方向上完成开窗，在位于断面的造斜器盖上会开设多个裸孔，通过裸孔与生产管柱和锚定器相连。
如图1,2,和4所示，步骤8，根据设计，全方位施工射流钻孔，根据突水点位置、现场其它有关突水信息和工作面水文条件，确定优先施工方位，然后间隔逐个施工，直至找到突水通道位置为止。
本实施例的实施：
1、为快速封堵突水通道节省大量探查工程量，能大大缩短探查确定突水通道的时间，为快速决策封堵方案提供决策依据；
2、能大量减少动水条件下堵水骨料和注浆材料的浪费；
3、能大大缩短封堵突水的时间，减少治理突水的工程投入，快速复产；
4、具有显著的生产、技术效益、经济效益、社会效益(工人能回到原岗位就业)；
5、具有十分明显的应用和推广价值；
6、是煤矿水害防治技术的重大突破。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时本领域的一般技术人员，根据本发明的实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，分析工作面突水的水文地质条件，根据工作面突水位置，确定施工垂直钻孔的位置；
步骤2，进行射流孔设计；
步骤3，进行施工层位的选择；
步骤4，快速施工垂直钻孔，垂直钻孔未下套管之前，进行测井来进一步确定目的层的物性特征，选择最佳层段；
步骤5，评价地层固结程度，选择合适的钻头和钻井液；
步骤6，收集岩石物性、含水层厚度和生产数据，选择最合适的钻孔形式；
步骤7，确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口；
步骤8，根据设计，全方位施工射流钻孔，根据突水点位置、现场其它有关突水信息和工作面水文条件，确定优先施工方位，然后间隔逐方位左右施工，直至找到突水通道位置为止。
2.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于：所述步骤1的所述钻孔后期可延深至奥灰层位，做水文观测孔或堵源钻孔使用。
3.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于所述步骤2包括：根据垂直钻孔选择煤层底板以下的隔水岩层内全方位布置射流孔，射流孔水平长度100m，孔间距的确定以突水通道分布不超过工作面开采线前后30m和矿区最小构造半径来计算和确定。
4.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于所述步骤3包括：射流钻孔布置在煤层底板以下的粉砂质泥岩层或泥质粉砂岩隔水的岩层内，一旦遇到大的裂隙，射流孔将停止向前钻进，此处即可确定为突水通道所在位置。
5.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于：所述步骤4采用T130或T200美国车载钻机实施。
6.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于所述步骤4包括：
步骤41，用钻头在设计部位的套管上磨铣开孔；
步骤42，用带喷射钻头的软管，借助高压射流进行水力破岩。
步骤43，在目的层中不同部位钻出多个井眼的一种工艺技术。
步骤44，水力喷射钻进：高压泵对无固相钻井液加压，连续油管输送到钻孔内目的层，钻井液经喷射钻头，高压转换成高速射流的动能穿透地层，最终形成径向分支孔。
7.根据权利要求6所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于：所述步骤44实施中使用导向鞋来控制方向，使用陀螺仪系统精确定位，同一地层或单孔的不同层位均可进行径向钻进，适用于煤层、泥页岩、碳酸岩、泥质粉砂岩。
8.根据权利要求6所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于：所述步骤44进行水力喷射钻进的施工参数包括：一个径向分支孔需起下连续油管两次；径向分支孔直径25—76mm；穿透深度0-100m；设计温度在120℃以下，压力最高达到90MPa；最大作业井深度3680m；无固相钻井液，液体过滤到10μm以下。
9.根据权利要求6所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于：所述步骤44水力喷射钻进，高压泵对无固相钻井液加压，最大的压力为20000psi。
10.根据权利要求1所述的一种快速精准探查煤层底板隐伏突水通道的方法，其特征在于所述步骤7包括：套管内设置油管，油管与套管的间隙之间对称设置扶正器从而确保套管和地层有较好的固结以支撑喷射口。有关内部设置喷射管，喷射管头部安装喷射钻头。在扶正器下方有关外侧对称设置造斜器，在径向成孔水力喷射作业中，首先要在套管上钻开一个小孔，通过造斜器使得开窗工具串能在垂直于油管的方向上完成开窗，在位于断面的造斜器盖上会开设多个裸孔，通过裸孔与生产管柱和锚定器相连。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113374440A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-10 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法 |
| CN113431495A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-09-24 | 任丘市华北油田诚信工业有限公司 | 一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法 |
| CN114017016A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-08 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤层底板隐伏导水通道分类方法 |
| CN114482994A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-13 | 冀中能源峰峰集团有限公司 | 一种煤矿探查治理水害层位选择及层位精准控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10008450C1 (de) * | 2000-02-23 | 2001-09-27 | Montan Tech Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Gebirgsschlaggefahr und eine dafür geeignete Vorrichtung |
| CN101429848A (zh) * | 2007-11-06 | 2009-05-13 | 中国石油大学(北京) | 水力喷射侧钻径向分支井眼的方法及装置 |
| CN102155187A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 上海宏睿油气田径向井技术服务有限公司 | 一种水力喷射径向钻孔治理煤层底板岩溶水的方法 |
| CN102312655A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-11 | 肇东华蓥油田钻采技术服务有限公司 | 径向水力喷射钻孔技术 |
| CN103133028A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-05 | 河南理工大学 | 井下煤层水力压裂裂缝导向扩展的方法 |
-
2020
- 2020-06-09 CN CN202010519521.3A patent/CN111827878B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10008450C1 (de) * | 2000-02-23 | 2001-09-27 | Montan Tech Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Gebirgsschlaggefahr und eine dafür geeignete Vorrichtung |
| CN101429848A (zh) * | 2007-11-06 | 2009-05-13 | 中国石油大学(北京) | 水力喷射侧钻径向分支井眼的方法及装置 |
| CN102155187A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 上海宏睿油气田径向井技术服务有限公司 | 一种水力喷射径向钻孔治理煤层底板岩溶水的方法 |
| CN102312655A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-11 | 肇东华蓥油田钻采技术服务有限公司 | 径向水力喷射钻孔技术 |
| CN103133028A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-05 | 河南理工大学 | 井下煤层水力压裂裂缝导向扩展的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 关永强: "梧桐庄矿182306工作面突水原因分析及快速治理技术", 《煤炭与化工》 * |
| 晏军等: "水力喷射径向钻井研究及其在碳酸盐岩储层中的应用", 《油气井测试》 * |
| 郭江: "动水条件下矿井突水快速治理与恢复技术研究", 《中国高新技术企业》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113374440A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-10 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种隐伏陷落柱突水通道的快速封堵方法及施工方法 |
| CN113431495A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-09-24 | 任丘市华北油田诚信工业有限公司 | 一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法 |
| CN113431495B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-05-07 | 任丘市华北油田诚信工业有限公司 | 一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法 |
| CN114017016A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-08 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤层底板隐伏导水通道分类方法 |
| CN114017016B (zh) * | 2021-11-04 | 2024-02-13 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤层底板隐伏导水通道分类方法 |
| CN114482994A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-13 | 冀中能源峰峰集团有限公司 | 一种煤矿探查治理水害层位选择及层位精准控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
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