CN104564090B - 多功能巷修一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿巷道维护装置，为了解决煤矿开采中，某些巷道存在严重变形且国内外还没有相应高效修复设备的实际情况，研制一种兼具有行走、扩巷、挖装、转载及锚护功能的多功能巷修一体机，包括机架组件、行走部、反铲破碎装置、运输部、铲板组件、锚杆机总成、驾驶室、后支撑、电控系统、润滑系统、液压系统及水系统。本发明可实现巷道修复的机械化作业，提高巷道修复的效率及安全性，满足煤矿巷道修复安全高效的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿巷道维护装置，具体为一种多功能巷修一体机。
背景技术
复杂围岩条件下巷道围岩一般比较松软易碎、地应力大、受采动影响强烈，因而巷道变形速度快，变形量很大，维护困难。尤其随着矿井资源的枯竭，煤矿井工开采深度的不断加大，曾经作为主要巷道保护煤柱的煤炭资源逐渐开始回收，这也就意味着将有越来越多的巷道会遭到各种采动的影响，有的甚至会受到多次采动影响，原本趋于稳定的巷道围岩，在采动的影响下，表现出巷道严重变形：巷道收缩率达到28％～32％，巷道多处片帮、底鼓甚至冒顶，架棚段巷道支架受压破坏严重，从而暴露出很多影响煤矿安全生产的问题。因此为了保证巷道的正常使用和工作面的正常生产，需要对巷道进行修复加固。目前，国外的巷修设备主要有德国达尔曼公司生产的矿用全液压卧底机，其工作机构为可更换的高冲击能的液压冲击器和侧卸式铲斗。淮南国投新集于2010年进口了1台DH-L800型矿用全液压卧底机，但由于其只能卧底，且在工作时需频繁更换工作装置，不能满足我国煤矿巷道修复的使用要求。国内虽然出现了用于巷道修复的机械设备，如淮南佳源重工生产的ZWY-100/45L型挖掘式装载机，由于其功能的单一、环境适应性差，如只有破碎装运的功能，没有锚护的功能，亦不能满足煤矿巷道修复安全高效的要求。所以，大多数煤矿主要采用手动风镐破碎扩巷，人工进行金属支架或锚杆、锚索的支护，然后手工用铁锹装到皮带机或电机车输送清理的方法，此法存在巷修效率低、安全性差等问题，影响了巷道的正常使用和煤矿的安全生产。
发明内容
本发明为了解决煤矿开采中，某些巷道存在严重变形且国内外还没有相应高效修复设备的实际情况，研制一种兼具有行走、扩巷、挖装、转载及锚护功能的多功能巷修一体机。
本发明的技术方案是，一种多功能巷修一体机，包括机架组件、行走部、反铲破碎装置、运输部、铲板组件、锚杆机总成、驾驶室、后支撑、电控系统、润滑系统、液压系统及水系统，机架组件下部为行走部，机架组件前部铰接铲板组件，铲板升降油缸一端与机架组件铰接，另一端与铲板组件铰接，机架组件后端铰接有运输部，运输部升降油缸一端与机架组件铰接，另一端与运输部铰接；机架组件前端上部铰接反铲破碎装置，反铲破碎回转油缸一端与机架组件铰接，一端与反铲破碎装置中的回转座铰接，机架组件上部滑动连接锚杆机总成，锚杆机总成滑动油缸一端与机架组件铰接，另一端与锚杆机总成中的底座连接，机架组件后部下端连接后支撑固结；机架组件上部的的左侧安装有驾驶室、水系统和电控系统；机架组件上部的右侧安装有润滑系统和液压系统。
所述反铲破碎装置包括回转座、动臂、动臂油缸、中间臂、中间臂油缸、斗杆、斗杆油缸、挖斗、挖斗油缸、破碎锤总成、破碎油缸、U型梁支撑座、破碎锤连杆、破碎锤推杆、挖斗前连杆和挖斗后连杆；回转座与机架组件铰接；动臂一端与回转座，另一端与中间臂铰接；斗杆一端与动臂铰接，另一端与挖斗铰接；动臂油缸一端与回转座铰接，另一端与动臂铰接；中间臂油缸一端与动臂铰接，另一端与中间臂铰接；斗杆油缸一端与中间臂铰接，另一端与斗杆铰接；挖斗前连杆一端与挖斗铰接，另一端与挖斗后连杆铰接；挖斗后连杆一端与斗杆铰接，另一端与挖斗前连杆铰接；挖斗油缸一端与斗杆铰接，另一端与挖斗后连杆铰接；挖斗前连杆与挖斗后连杆间的铰链，挖斗油缸与挖斗后连杆之间的铰链，两个铰链的转轴共线设置；破碎锤连杆一端与斗杆铰接，另一端与破碎锤总成的尾部铰接；破碎锤推杆一端与斗杆铰接，另一端与破碎锤总成的壳体铰接；破碎油缸一端与斗杆铰接，另一端与破碎锤推杆铰接；U型梁支撑座固结于挖斗的中截面上；
所述的锚杆机总成由底座、回转座、回转油缸、悬臂外套筒、悬臂内套筒、悬臂伸缩油缸、悬臂升降油缸、操作台组件、操作台调平油缸、钻架水平调整座、钻架垂直调整座、钻架总成、钻架水平调整油缸、钻架垂直调整马达、钻架水平调整马达组成； 底座与机架组件构成滑动副；回转座与底座通过回转轴承铰接；两个回转油缸对称布置于回转座两侧，一端与底座铰接，另一端与回转座铰接，悬臂外套筒与回转座铰接；悬臂内套筒与悬臂外套筒构成滑动副；悬臂伸缩油缸一端与悬臂外套筒铰接，一端与悬臂内套筒铰接，两个悬臂升降油缸对称布置于悬臂外套筒两侧，两个悬臂升降油缸一端与回转座铰接，一端与悬臂外套筒铰接，操作台组件与悬臂内套筒铰接；操作台调平油缸一端与操作台组件铰接，一端与悬臂内套筒铰接，钻架水平调整座与操作台组件铰接，铰链转轴与地面垂直；两个钻架水平调整油缸对称布置于钻架水平调整座两侧，一端与钻架水平调整座铰接，一端与操作台组件铰接，钻架垂直调整座与钻架水平调整座铰接，铰链转轴水平布置；钻架垂直调整马达壳体与钻架水平调整座固结，输出轴与钻架垂直调整座固结，钻架总成与钻架垂直调整座铰接；钻架水平调整马达壳体与钻架垂直调整座固结，输出轴与钻架总成固结。
所述的操作台组件由操作台架、顶棚、操作台、顶棚升降油缸、操作台升降油缸组成，两个顶棚对称布置于操作台架两侧，并与操作台架构成滑动副；顶棚升降油缸一端与操作台架铰接，另一端与顶棚铰接，两个操作台对称布置于操作台架两侧，并与操作台架构成滑动副；操作台升降油缸一端与操作台架铰接，另一端与操作台铰接。
所述运输部由运输槽、驱动装置、张紧装置、压链块和限位板组成。所述铲板组件由铲板架、改向链轮组件和压链块组成；刮板链绕过驱动装置和改向链轮组件形成闭环。
本发明所述的多功能巷修一体机是针对我国多数深部软岩巷道变形严重、影响安全生产问题而研制的一种用于巷道修复的专用设备，可实现巷道修复的机械化作业，取代人工风镐破碎——人工锚护——手工装运清理的巷道修复工艺，提高巷道修复的效率及安全性，满足煤矿巷道修复安全高效的要求。目前国内外还没有满足我国煤矿巷修要求的理想设备，其研制在我国尚属空白。
本发明所述的装置具有以下优点：
（1）本发明所公布的多功能巷修一体机兼具行走、扩巷、挖装、转载及锚护功能；
（2）本发明所公布的多功能巷修一体机中所使用的反铲破碎装置采用三节臂的结构，提高整机的机动性及适应性。
（3）本发明所公布的多功能巷修一体机中所使用的机载锚杆机采用回转支撑固定，单臂伸缩、双回转油缸定位方式，可完成拱形或矩形巷道锚护作业；
（4）本发明所公布的多功能巷修一体机中所使用的输送部、装载部高度可调，提高了与其他设备的配套性能；
经济利益分析：该巷修设备可大大提高巷道的修复速度，同时也减轻了工人的劳动强度和提高了生产的安全性，极大满足了高产高效煤矿综采面的生产需求。因此，随着我国煤矿采深的逐渐增加，其市场前景非常广阔。本项目完成后，产品可形成系列化，进而进行批量生产。预计第一年市场需求量5台，以每年销售20套计，每台售价260万元，年产值约5200万，经济效益明显。加上配件、专业化服务等费用，每年可为企业创造可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为反铲破碎装置结构示意图；
图3为锚杆机总成主视图；
图4为锚杆机总成轴测图；
图5为操作台组件结构示意图；
图6为运输部及铲板组件结构示意图；
图7为后支撑结构示意图；
图中：1-机架组件、 2-行走部、3-反铲破碎装置 、4-运输部、 5-铲板组件、 6-锚杆机总成、7-驾驶室、 8-后支撑 、 9-电控系统、10-润滑系统、 11-液压系统、 12-水系统、13-铲板升降油缸、14-运输部升降油缸、15-反铲破碎回转油缸、16-锚杆机总成滑动油缸、17-回转座、18-动臂、19-动臂油缸、20-中间臂、21-中间臂油缸、22-斗杆、23-斗杆油缸、24-挖斗、25-挖斗油缸、26-破碎锤总成、27-破碎油缸、28-U型梁支撑座、29-破碎锤连杆、30-破碎锤推杆、31-挖斗前连杆、32-挖斗后连杆33-底座、34-回转座、35-回转油缸、36-悬臂外套筒、37-悬臂内套筒、38-悬臂伸缩油缸、39-悬臂升降油缸、40-操作台组件、41-操作台调平油缸、42-钻架水平调整座、43-钻架垂直调整座、44-钻架总成、45-钻架水平调整油缸、46-钻架垂直调整马达、47-钻架水平调整马达48-操作台架、49-顶棚、50-操作台、51-顶棚升降油缸、52-操作台升降油缸53-运输槽、54-驱动装置、55-张紧装置、56-压链块、57-限位板、58-铲板架、59-改向链轮组件、60-刮板链61-后支撑腿、62-后支撑油缸、63-耳架。
具体实施方式
如图1所示意，一种多功能巷修一体机，包括机架组件1、行走部2、反铲破碎装置3、运输部4、铲板组件5、锚杆机总成6、驾驶室7、后支撑8、电控系统9、润滑系统10、液压系统11及水系统12，
机架组件1下部为行走部2，机架组件1前部铰接铲板组件5，铲板升降油缸13一端与机架组件1铰接，另一端与铲板组件5铰接，机架组件1后端铰接有运输部4，运输部升降油缸14一端与机架组件1铰接，另一端与运输部4铰接；
机架组件1前端上部铰接反铲破碎装置3，反铲破碎回转油缸15一端与机架组件1铰接，一端与反铲破碎装置3中的回转座17铰接，
机架组件1上部滑动连接锚杆机总成6，锚杆机总成滑动油缸16一端与机架组件1铰接，另一端与锚杆机总成6中的底座33连接，
机架组件1后部下端连接后支撑8固结；机架组件1上部的的左侧安装有驾驶室7、水系统12和电控系统9；机架组件1上部的右侧安装有润滑系统10和液压系统11。
如图2所示意，所述反铲破碎装置3包括回转座17、动臂18、动臂油缸19、中间臂20、中间臂油缸21、斗杆22、斗杆油缸23、挖斗24、挖斗油缸25、破碎锤总成26、破碎油缸27、U型梁支撑座28、破碎锤连杆29、破碎锤推杆30、挖斗前连杆31和挖斗后连杆32；
回转座17与机架组件1铰接；动臂18一端与回转座17，另一端与中间臂20铰接；斗杆22一端与动臂18铰接，另一端与挖斗24铰接；动臂油缸19一端与回转座17铰接，另一端与动臂18铰接；中间臂油缸21一端与动臂18铰接，另一端与中间臂20铰接；斗杆油缸23一端与中间臂20铰接，另一端与斗杆22铰接；挖斗前连杆31一端与挖斗24铰接，另一端与挖斗后连杆32铰接；挖斗后连杆32一端与斗杆22铰接，另一端与挖斗前连杆31铰接；挖斗油缸25一端与斗杆22铰接，另一端与挖斗后连杆32铰接；挖斗前连杆31与挖斗后连杆32间的铰链，挖斗油缸25与挖斗后连杆32之间的铰链，两个铰链的转轴共线设置；破碎锤连杆29一端与斗杆22铰接，另一端与破碎锤总成26的尾部铰接；破碎锤推杆30一端与斗杆22铰接，另一端与破碎锤总成26的壳体铰接；破碎油缸27一端与斗杆22铰接，另一端与破碎锤推杆30铰接；U型梁支撑座28固结于挖斗24的中截面上；
如图3、4所述锚杆机总成6由底座33、回转座34、回转油缸35、悬臂外套筒36、悬臂内套筒37、悬臂伸缩油缸38、悬臂升降油缸39、操作台组件40、操作台调平油缸41、钻架水平调整座42、钻架垂直调整座43、钻架总成44、钻架水平调整油缸45、钻架垂直调整马达46、钻架水平调整马达47组成； 底座33与机架组件1构成滑动副；回转座34与底座33通过回转轴承铰接；两个回转油缸35对称布置于回转座34两侧，一端与底座33铰接，另一端与回转座34铰接，通过回转油缸35的伸缩实现回转座34的回转运动；悬臂外套筒36与回转座34铰接；悬臂内套筒37与悬臂外套筒36构成滑动副；悬臂伸缩油缸38一端与悬臂外套筒36铰接，一端与悬臂内套筒37铰接，通过悬臂伸缩油缸38的伸缩，实现悬臂内套筒37相对于悬臂外套筒36与的滑动伸缩；两个悬臂升降油缸39对称布置于悬臂外套筒36两侧，两个悬臂升降油缸39一端与回转座34铰接，一端与悬臂外套筒36铰接，通过悬臂升降油缸39的伸缩实现悬臂的上下摆动；操作台组件40与悬臂内套筒37铰接；操作台调平油缸41一端与操作台组件40铰接，一端与悬臂内套筒37铰接，通过操作台调平油缸41的伸缩实现整机工作过程中保证操作台组件40始终与地面保持平行；钻架水平调整座42与操作台组件40铰接，铰链转轴与地面垂直；两个钻架水平调整油缸45对称布置于钻架水平调整座42两侧，一端与钻架水平调整座42铰接，一端与操作台组件40铰接，通过钻架水平调整油缸45的伸缩实现钻架水平调整座的左右摆动；钻架垂直调整座43与钻架水平调整座42铰接，铰链转轴水平布置；钻架垂直调整马达46壳体与钻架水平调整座42固结，输出轴与钻架垂直调整座43固结，通过钻架垂直调整马达46的转动输出，带动钻架垂直调整座43相对于钻架水平调整座42转动；钻架总成44与钻架垂直调整座43铰接；钻架水平调整马达47壳体与钻架垂直调整座43固结，输出轴与钻架总成44固结，通过钻架水平调整马达47的转动输出，带动钻架总成44相对于钻架垂直调整座43转动。
如图5所示意，所述操作台组件40由操作台架48、顶棚49、操作台50、顶棚升降油缸51、操作台升降油缸52组成，两个顶棚49对称布置于操作台架48两侧，并与操作台架48构成滑动副；顶棚升降油缸51一端与操作台架48铰接，另一端与顶棚49铰接，通过顶棚升降油缸51的伸缩实现顶棚49相对于操作台架48的升降；两个操作台50对称布置于操作台架48两侧，并与操作台架48构成滑动副；操作台升降油缸52一端与操作台架48铰接，另一端与操作台50铰接，通过操作台升降油缸52的伸缩实现操作台50相对于操作台架48的升降。
如图6所示意，所述运输部4由运输槽53、驱动装置54、张紧装置55、压链块56和限位板57组成。所述铲板组件5由铲板架58、改向链轮组件59和压链块56组成；刮板链60绕过驱动装置54和改向链轮组件59形成闭环。驱动装置54给刮板链提供动力；张紧装置55用于张紧刮板链；压链块56防止刮板链飘链；限位板57用于限制辅助运输系统与巷修一体机的搭接长度；
如图7所示意，所述后支撑8由后支撑连接座17、后支撑腿61、后支撑油缸62及耳架63组成。后支撑连接座17与机架组件1固结；两条后支撑腿61对称布置于后支撑连接座17两侧，并与后支撑连接座17铰接；后支撑油缸62一端与后支撑连接座17铰接，另一端与后支撑腿61铰接，通过后支撑油缸62的伸缩实现后支撑腿61的上下摆动；耳架63与后支撑连接座17固结，使用过程中与整机配套使用的辅助运输系统通过耳架63与整机连接。
Claims (5)
1.一种多功能巷修一体机，其特征在于：包括机架组件（1）、行走部（2）、反铲破碎装置（3）、运输部（4）、铲板组件（5）、锚杆机总成（6）、驾驶室（7）、后支撑（8）、电控系统（9）、润滑系统（10）、液压系统（11）及水系统（12），机架组件（1）下部为行走部（2），机架组件（1）前部铰接铲板组件（5），铲板升降油缸（13）一端与机架组件（1）铰接，另一端与铲板组件（5）铰接，机架组件（1）后端铰接有运输部（4），运输部升降油缸（14）一端与机架组件（1）铰接，另一端与运输部（4）铰接；机架组件（1）前端上部铰接反铲破碎装置（3），反铲破碎回转油缸（15）一端与机架组件（1）铰接，一端与反铲破碎装置（3）中的回转座（17）铰接，机架组件（1）上部滑动连接锚杆机总成（6），锚杆机总成滑动油缸（16）一端与机架组件（1）铰接，另一端与锚杆机总成（6）中的底座（33）连接，机架组件（1）后部下端连接后支撑（8）固结；机架组件（1）上部的左侧安装有驾驶室（7）、水系统（12）和电控系统（9）；机架组件（1）上部的右侧安装有润滑系统（10）和液压系统（11），
所述反铲破碎装置（3）包括回转座（17）、动臂（18）、动臂油缸（19）、中间臂（20）、中间臂油缸（21）、斗杆（22）、斗杆油缸（23）、挖斗（24）、挖斗油缸（25）、破碎锤总成（26）、破碎油缸（27）、U型梁支撑座（28）、破碎锤连杆（29）、破碎锤推杆（30）、挖斗前连杆（31）和挖斗后连杆（32）；回转座（17）与机架组件（1）铰接；动臂（18）一端与回转座（17），另一端与中间臂（20）铰接；斗杆（22）一端与动臂（18）铰接，另一端与挖斗（24）铰接；动臂油缸（19）一端与回转座（17）铰接，另一端与动臂（18）铰接；中间臂油缸（21）一端与动臂（18）铰接，另一端与中间臂（20）铰接；斗杆油缸（23）一端与中间臂（20）铰接，另一端与斗杆（22）铰接；挖斗前连杆（31）一端与挖斗（24）铰接，另一端与挖斗后连杆（32）铰接；挖斗后连杆（32）一端与斗杆（22）铰接，另一端与挖斗前连杆（31）铰接；挖斗油缸（25）一端与斗杆（22）铰接，另一端与挖斗后连杆（32）铰接；挖斗前连杆（31）与挖斗后连杆（32）间的铰链，挖斗油缸（25）与挖斗后连杆（32）之间的铰链，两个铰链的转轴共线设置；破碎锤连杆（29）一端与斗杆（22）铰接，另一端与破碎锤总成（26）的尾部铰接；破碎锤推杆（30）一端与斗杆（22）铰接，另一端与破碎锤总成（26）的壳体铰接；破碎油缸（27）一端与斗杆（22）铰接，另一端与破碎锤推杆（30）铰接；U型梁支撑座（28）固结于挖斗（24）的中截面上。
2.根据权利要求1所述的多功能巷修一体机，其特征在于：所述锚杆机总成（6）由底座（33）、回转座（34）、回转油缸（35）、悬臂外套筒（36）、悬臂内套筒（37）、悬臂伸缩油缸（38）、悬臂升降油缸（39）、操作台组件（40）、操作台调平油缸（41）、钻架水平调整座（42）、钻架垂直调整座（43）、钻架总成（44）、钻架水平调整油缸（45）、钻架垂直调整马达（46）、钻架水平调整马达（47）组成； 底座（33）与机架组件（1）构成滑动副；回转座（34）与底座（33）通过回转轴承铰接；两个回转油缸（35）对称布置于回转座（34）两侧，一端与底座（33）铰接，另一端与回转座（34）铰接，通过回转油缸（35）的伸缩实现回转座（34）的回转运动；悬臂外套筒（36）与回转座（34）铰接；悬臂内套筒（37）与悬臂外套筒（36）构成滑动副；悬臂伸缩油缸（38）一端与悬臂外套筒（36）铰接，一端与悬臂内套筒（37）铰接，通过悬臂伸缩油缸（38）的伸缩，实现悬臂内套筒（37）相对于悬臂外套筒（36）与的滑动伸缩；两个悬臂升降油缸（39）对称布置于悬臂外套筒（36）两侧，两个悬臂升降油缸（39）一端与回转座（34）铰接，一端与悬臂外套筒（36）铰接，通过悬臂升降油缸（39）的伸缩实现悬臂的上下摆动；操作台组件（40）与悬臂内套筒（37）铰接；操作台调平油缸（41）一端与操作台组件（40）铰接，一端与悬臂内套筒（37）铰接，通过操作台调平油缸（41）的伸缩实现整机工作过程中保证操作台组件（40）始终与地面保持平行；钻架水平调整座（42）与操作台组件（40）铰接，铰链转轴与地面垂直；两个钻架水平调整油缸（45）对称布置于钻架水平调整座（42）两侧，一端与钻架水平调整座（42）铰接，一端与操作台组件（40）铰接，通过钻架水平调整油缸（45）的伸缩实现钻架水平调整座的左右摆动；钻架垂直调整座（43）与钻架水平调整座（42）铰接，铰链转轴水平布置；钻架垂直调整马达（46）壳体与钻架水平调整座（42）固结，输出轴与钻架垂直调整座（43）固结，通过钻架垂直调整马达（46）的转动输出，带动钻架垂直调整座（43）相对于钻架水平调整座（42）转动；钻架总成（44）与钻架垂直调整座（43）铰接；钻架水平调整马达（47）壳体与钻架垂直调整座（43）固结，输出轴与钻架总成（44）固结，通过钻架水平调整马达（47）的转动输出，带动钻架总成（44）相对于钻架垂直调整座（43）转动。
3.根据权利要求2所述的多功能巷修一体机，其特征在于：所述操作台组件（40）由操作台架（48）、顶棚（49）、操作台（50）、顶棚升降油缸（51）、操作台升降油缸（52）组成，两个顶棚（49）对称布置于操作台架（48）两侧，并与操作台架（48）构成滑动副；顶棚升降油缸（51）一端与操作台架（48）铰接，另一端与顶棚（49）铰接，通过顶棚升降油缸（51）的伸缩实现顶棚（49）相对于操作台架（48）的升降；两个操作台（50）对称布置于操作台架（48）两侧，并与操作台架（48）构成滑动副；操作台升降油缸（52）一端与操作台架（48）铰接，另一端与操作台（50）铰接，通过操作台升降油缸（52）的伸缩实现操作台（50）相对于操作台架（48）的升降。
4.根据权利要求1所述的多功能巷修一体机，其特征在于：所述运输部（4）由运输槽（53）、驱动装置（54）、张紧装置（55）、压链块（56）和限位板（57）组成，所述铲板组件（5）由铲板架（58）、改向链轮组件（59）和压链块（56）组成；刮板链（60）绕过驱动装置（54）和改向链轮组件（59）形成闭环，驱动装置（54）给刮板链提供动力；张紧装置（55）用于张紧刮板链；压链块（56）防止刮板链飘链；限位板（57）用于限制辅助运输系统与巷修一体机的搭接长度。
5.根据权利要求1所述的多功能巷修一体机，其特征在于：所述后支撑（8）由后支撑连接座、后支撑腿（61）、后支撑油缸（62）及耳架（63）组成，后支撑连接座与机架组件（1）固结；两条后支撑腿（61）对称布置于后支撑连接座两侧，并与后支撑连接座铰接；后支撑油缸（62）一端与后支撑连接座铰接，另一端与后支撑腿（61）铰接，通过后支撑油缸（62）的伸缩实现后支撑腿（61）的上下摆动；耳架（63）与后支撑连接座固结，使用过程中与整机配套使用的辅助运输系统通过耳架（63）与整机连接。
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