KR101174762B1 - 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더 - Google Patents

폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더에 관한 것으로, 특히 장약홀더가 발파공 내에서 부분 디커플링 효과(partial decoupling effect)를 구현할 수 있게 함으로써 계획된 발파 방향으로 폭압이 정확하고 효율적으로 전달되도록 유도하고, 상기 장약홀더의 구성품 개수를 다르게 조립하는 방법으로 발파설계된 다양한 변수(장약량, 공간격, 최소저항선 등)에 대응하는 최적의 발파작업을 할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 본 발명은 폭압 차단커버의 외면에 형성된 완충푸셔가 폭약을 발파공의 내면에 밀착 지지함과 동시에 상기 폭약이 발파될 때에는 고성능의 완충력을 발휘할 수 있도록 하고, 상기 폭압 차단커버의 외주면에 감싸게 설치되는 아우터 커버가 발파작업시 폭압이 발파영역으로만 제한적으로 전달되도록 폭압의 전달경로를 더욱 확실하게 제어할 수 있도록 함을 발명의 특징으로 한다.

Description

폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더{Charge holders a prefabricated for blast pressure transmission direction control}
본 발명은 장약홀더가 발파공 내에서 부분 디커플링 효과(partial decoupling effect)를 구현할 수 있게 함으로써 계획된 발파 방향으로 폭압이 정확하고 효율적으로 전달되도록 유도하고, 상기 장약홀더의 구성품 개수를 다르게 조립하는 방법으로 발파설계된 다양한 변수(장약량, 공간격, 최소저항선 등)에 대응하는 최적의 발파작업이 가능하게 하는 혁신적인 기술에 관한 것이다.
일반적으로 건설 및 토목 공사는 국가의 기간 산업으로서, 산업이 발달함에 따라 공사의 규모나 횟수가 많이 증가하고 있으며, 이러한 건설 및 토목 공사를 수행하기 위한 기초 공사로서 발파 작업은 각종 공사현장(도로건설, 터널, 도심지 인접구조물이 위치한 장소 등)에서 가장 빈번히 행해지는 작업중의 하나이다.
상기 발파작업은 암반을 제거하기 위한 것으로, 이를 가장 간단하게 제거할 수 있는 방법으로는 보편적으로 폭약을 이용하며, 상기 폭약은 구입이 수월하고 운용이 편리한 장점이 있는 것이었다.
이미 알려진 바와 같이, 일반적인 발파공법은 원형의 발파공을 천공하여 중앙에 폭약을 장전하여 발파를 하는 방식으로 발파공의 공벽 전체에 균일한 폭압을 가하게 됨으로써 특히, 터널의 시공시 터널 단면이 매끄럽지 못하고 울퉁불퉁하고,고, 발파진동 및 소음이 심하여 폭압이 터널의 발파 예정선을 초과하여 더 굴착되면서 여굴이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해서는 폭압을 제어하는 것이 매우 중요한 관건이며, 현재까지 이러한 폭압을 제어하는 방법으로는 자유면의 위치와 공간격을 적절하게 조절하는 방법, 디커플링 장약방법 등이 제안되고 있으나, 이들은 비용이 많이 들며 제어효과가 그다지 크지 못한 단점이 있는 실정이다.
특히, 상기 디커플링 장약방법은 가장 보편적으로 많이 사용하고 있는 정밀폭약을 이용한 발파방법으로서, 발파공의 중앙에 설치된 폭약과 상기 발파공의 공벽 사이에 공기층을 형성함에 따라 상기 발파공의 공벽 전체에 균일하게 작용하는 폭약의 충격효과가 전체적으로 감소하면서 파괴의 범위가 줄어드는 현상을 이용하여 발파 예정선을 따라 균열이 발생하도록 하고 있다.
그러나 이 경우 폭약의 전체적인 충격효과가 감소함에 따라 상기 발파 예정선의 내측 방향(발파영역)에는 오히려 폭압이 부족하여 미굴이 발생하는 문제점이 있고, 기존의 발파방법에 비해 단지 여굴의 발생영역이 다소 줄어드는 정도의 미미한 효과를 제공하는 것에 불과한 실정이다.
상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 방안으로 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 특허결정된 「특허등록 제1054707호, 명칭/ 폭압유도 제어장치를 이용한 발파공법 및 이 공법에 적용되는 폭압유도 제어장치」가 개시되고 있으며, 이에 연속하여 상기 선등록 발명을 일부 개량한 「특허출원 제2011-74072호, 명칭/ 폭압유도 제어를 위한 조립식 장약홀더」가 제안되고 있다.
상기 후자의 선출원 발명은 발파작업 현장에서 개별 품으로 분리된 폭압 차단커버와, 이중커버 및 삼중커버를 작업자의 선택에 따라 단독으로 사용하거나 또는 다중겹으로 조립하여 사용함으로써 각종 요인에 의한 폭압 변화에 적절하게 대응하면서 더욱 확실하게 폭압 유도를 제어하며, 불필요한 발파용 자재의 사용을 억제하여 발파에 따른 공사비를 획기적으로 절감하는 유용한 효과를 제공하는 것이었다.
이와 같이 본 출원인은 지속적인 기술개발을 통해 발파현장에서 획기적인 선행기술들과 같은 완성도에 근접한 발명을 하였으나, 이를 최종적인 제품화로 구현하는 과정에서 더욱더 폭압 유도의 원활성을 제고하고, 진동 및 소음방지의 성능을 향상시켜 발명의 완성도를 높일 필요성을 인식하여 본 발명을 출원하기에 이른 것이라 할 수 있다.
본 발명은 조립식 장약홀더의 완성도를 최상으로 끌어올려 발파작업시 더욱 매끈한 발파면을 얻게 하면서도 진동과 소음발생은 한층 완화할 수 있도록 함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.
이를 위한 본 발명은 폭압 차단커버의 외면에 형성된 완충푸셔가 폭약을 발파공의 내면에 밀착 지지하는 부분 디커플링 효과를 구현함과 동시에 상기 폭약이 발파될 때에는 고성능의 완충력을 발휘할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.
또한, 본 발명은 폭압 차단커버의 외주면에 감싸게 설치되는 아우터 커버가 발파작업시 폭압이 발파영역으로만 제한적으로 전달되도록 폭압의 전달경로를 더욱 확실하게 제어할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 폭압 차단커버의 일측에 개방 형성된 폭압 유도로의 내측에 폭약 장전부를 형성하고, 상기 폭압 차단커버의 외주면 상하에 각각 다수의 완충푸셔를 돌출 형성하며, 내주면의 양측 선단 상하에는 한 쌍의 커버 걸림턱을 마주하게 돌출 형성하는 한편, 상기 폭압 차단커버의 내주면에는 상기 커버 걸림턱에 양측 선단부가 걸림 고정되는 이중커버를 밀착상태로 삽입하는 기술을 강구한다.
또한, 본 발명은 상기 폭압 차단커버의 외주면에 아우터 커버를 감싸게 설치하되, 상기 아우터 커버는 일측에 부분 개방된 파지부를 형성하고, 상기 파지부의 내주면 상하에는 완충푸셔가 끼움 결합되는 푸셔 결속공을 관통 형성하는 기술을 강구한다.
본 발명에 따르면, 장약홀더가 발파영역의 발파공 내면에 폭약을 밀착시킴과 동시에 고성능의 완충력을 발휘함으로써 발파작업시 폭압이 계획된 발파 방향으로만 정확하고 효율적으로 전달되도록 유도하여 더욱 매끈하고 미려한 발파면을 얻을 수 있음은 물론 여굴방지 및 진동과 소음을 최소화하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 발파설계된 다양한 변수(장약량, 공간격, 최소저항선 등)에 대응하여 상기 장약홀더의 구성품 개수를 필요한 수량만큼만 선택적으로 조립하여 사용함으로써 더욱 확실하게 폭압 유도를 제어하면서 발파작업의 품질을 향상함은 물론 공사비를 절감하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 폭압 차단커버의 외주면에 아우터 커버가 추가로 감싸게 설치됨으로써 발파작업시 폭압이 발파영역으로만 제한적으로 전달되도록 폭압의 전달경로를 더욱 확실하게 제어하여 발파작업의 고품질화를 제고한다.
도 1은 본 발명이 적용된 폭압 차단커버의 정면도 및 측단면도
도 2는 본 발명의 폭압 차단커버에 이중커버가 조립되는 상태의 평단면도
도 3은 본 발명의 폭압 차단커버 및 이중커버의 조립상태 평단면도
도 4는 본 발명의 폭압 차단커버, 이중커버, 삼중커버의 조립 후 발파공에 설치된 상태의 평단면도
도 5는 본 발명의 폭약 고정밴드가 폭압 차단커버 및 폭약을 동시에 감싸게 고정한 상태의 평단면도
도 6은 본 발명 아우터 커버의 정면도 및 측단면도
도 7은 본 발명의 폭약 차단커버에 아우터 커버가 조립되는 상태의 평단면도
도 8은 본 발명의 텐션푸셔가 푸셔 결속공에 끼움 결합된 상태의 측단면도
도 9는 본 발명의 아우터 커버에 형성된 커버 연결수단의 연결상태 확대단면도
도 10은 본 발명의 폭약 차단커버 및 아우터 커버의 전장 비교상태 정면도
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 길이방향을 따라 개방 형성된 폭압 유도로(11)의 내측에 폭약 장전부(12)가 형성되고, 외주면 상하에 각각 다수의 완충푸셔(13)가 상부 외향으로 벌어지게 돌출 형성되며, 내주면의 양측 선단 상하에 각각 한 쌍의 커버 걸림턱(15)이 마주하게 돌출 형성된 원형 단면형상의 폭압 차단커버(10)와; 상기 폭압 차단커버(10)의 내주면에 밀착상태로 삽입되되, 상기 커버 걸림턱(15)에 양측 선단부가 걸림 고정되는 이중커버(20)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.
이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 폭압 차단커버(10)는 폭약(1)을 1:1의 비율로 장전할 수 있도록 통상의 폭약(1)과 동일한 길이로 형성되고, 상기 폭약(1)의 일부분을 감쌀 수 있도록 원형 단면형상으로 이루어지되, 길이방향을 따라 일측이 부분적으로 개방된 폭압 유도로(11)가 형성되고, 상기 폭압 유도로(11)의 내측에는 폭약(1)을 장전할 수 있는 폭약 장전부(12)가 형성된다.
여기에서 본 발명의 폭압 차단커버(10)는 도 1 내지 도 5와 같이 외주면의 상하에 각각 본 발명의 핵심기술인 다수의 완충푸셔(13)가 방사상으로 돌출 형성되되, 상기 완충푸셔(13)는 상부 외향으로 벌어지게 형성됨으로써 텐션을 유지할 수 있게 된다.
따라서, 발파공(2)의 직경이 다소 상이하더라도 다수의 완충푸셔(13)는 항상 발파공(2)의 내면에 텐션을 유지하면서 유동 없이 지지되고, 특히 상기 폭약 장전부(12)에 장전된 폭약(1)을 도 4와 같이 텐션을 이용하여 밀어주면서 발파영역을 향하도록 발파공(2) 내면에 밀착상태로 지지하여 상기 폭약(1)이 발파공(2)의 내면과 이격됨을 방지한다.
아울러 상기 완충푸셔(13)는 폭약(1)의 발파시엔 충격을 완화하는 고성능의 완충력을 발휘함으로써 진동과 소음을 최소화하고, 폭압이 발파영역으로만 정확하게 전달되도록 유도하여 더욱 매끈하고 미려한 발파면을 얻을 수 있는 효과를 제공한다.
상기 폭압 차단커버(10)의 내주면 양측 선단 상하에는 각각 한 쌍의 커버 걸림턱(15)이 마주하게 돌출 형성되고, 상기 커버 걸림턱(15)의 외면에는 삽입 안내면(15a)이 내향으로 경사지게 형성된다.
따라서, 발파설계된 다양한 변수(장약량, 공간격, 최소저항선 등)에 대응하여 상기 폭압 차단커버(10)를 단독으로 사용하거나 작업자가 이중커버(20) 및 삼중커버(30) 등의 구성품을 필요한 수량만큼만 선택적으로 조립하여 사용할 수 있게 된다.
즉 상기 폭압 차단커버(10)의 내주면에는 이중커버(20)가 밀착상태로 삽입될 수 있는 것으로, 상기 이중커버(20)의 양측 선단부는 커버 걸림턱(15)을 통과한 후 상기 커버 걸림턱(15)에 걸림 고정된 상태를 유지함으로써 조립이 매우 간편하면서도 조립이 완료된 이후에는 분리되지 않고 견고한 일체성을 유지한다.
그리고 상기 이중커버(20)의 내주면에는 삼중커버(30)가 추가로 밀착되게 삽입될 수 있는 것으로, 상기 삼중커버(30)의 양측 선단부는 커버 걸림턱(15)을 통과한 후 상기 커버 걸림턱(15)에 걸림 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 이중커버(20) 및 삼중커버(30)는 외주면에 다수의 완충돌기(21)(31)가 등간격으로 연속하여 형성됨으로써 발파시 완충작용을 하고, 상기 완충돌기(21)(31)의 사이사이에는 에어층(22)(32)이 조성됨에 따라 발파작업시 에어백의 역할을 하면서 충격을 흡수하여 폭압이 원하지 않는 방향, 즉 발파 예정선 쪽으로 전달됨을 더욱 효율적으로 방지한다.
상기 폭압 차단커버(10)는 외주면에 다수의 밴드홈(16)이 원주방향을 따라 함몰 형성되고, 상기 밴드홈(16)에는 도 5와 같이 폭약(1)을 동시에 감싸면서 고정하는 폭약 고정밴드(40)가 삽입 고정됨으로써 장전된 폭약(1)을 간편하게 일체화 고정할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 폭압 차단커버(10)의 외주면을 감싸면서 일체화 조립 설치되는 아우터 커버(50)의 기술구성이 추가로 접목됨으로써 발파작업시 폭압이 발파영역으로만 제한적으로 전달되도록 폭압의 전달경로를 더욱 확실하게 제어할 수 있게 된다.
이를 위한 아우터 커버(50)는 도 6 내지 도 8과 같이 길이방향을 따라 일측이 부분 개방된 파지부(51)가 형성되고, 상기 파지부(51)의 내주면 상하에는 상기 폭압 차단커버(10)에 형성된 완충푸셔(13)가 끼움 결합되는 푸셔 결속공(52)이 관통 형성되며, 상기 푸셔 결속공(52)은 경사상태로 벌어진 완충푸셔(13)가 원활하게 끼워질 수 있도록 내측에서 외측으로 가면서 점진적으로 벌어지는 안내 경사면(53)이 추가로 형성됨으로써 원활한 조립성을 제고한다.
따라서, 상기 완충푸셔(13)는 도 8과 같이 푸셔 결속공(52)에 끼워짐으로써 아우터 커버(50) 및 폭압 차단커버(10)는 상호 견고한 일체성을 유지함은 물론 푸셔 결속공(52)을 관통하여 외부로 돌출됨으로써 발파공(2)의 내면에 텐션을 유지하는 상태로 지지하는 기능 및 폭약(1)을 발파공(2)의 내면에 밀착시키는 본연의 역할을 원활하게 수행할 수 있게 된다.
상기 아우터 커버(50)는 전체적인 길이에 해당하는 전장(L)이 도 10과 같이 폭압 차단커버(10)의 전장(L1)보다 2배의 규격으로 형성된다. 따라서, 상기 아우터 커버(50)는 2단으로 조립된 폭압 차단커버(10)를 한꺼번에 감싸면서 일체화 조립됨으로써 조립시간과 인력을 감축하여 작업능률을 향상하며, 상기 폭압 차단커버(10)의 조립구성은 이미 공지된 구성이므로 본 발명에서는 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
그리고 상기 아우터 커버(50)는 양측 선단에 다수의 아우터 커버(50)를 길이방향으로 일체화 연결하기 위한 커버 연결수단(60)의 기술구성이 추가로 접목된다.
이를 위한 상기 커버 연결수단(60)은 도 9와 같이 아우터 커버(50)의 일측 선단의 내주면에 각각 연결요부(61)가 함몰 형성되고, 상기 연결요부(61)의 내측 중앙에는 락킹홀(62)이 관통 형성된다.
그리고 상기 아우터 커버(50)의 타측 선단에는 다른 아우터 커버(50)의 연결요부(61)에 끼움 결합되는 연결돌부(63)가 돌출 형성되고, 상기 연결돌부(63)의 외주면에는 상기 락킹홀(62)에 끼워지는 락돌기(64)가 일체로 돌출형성됨으로써 상기 락돌기(64)는 락킹홀(62)에 끼움 결합되면서 자동으로 락킹을 설정하여 더욱 일체화된 견고한 연결상태를 유지할 수 있게 된다.
또한, 상기 아우터 커버(50)의 외주면에도 다수의 밴드홈(56)이 원주방향을 따라 함몰 형성됨으로써 폭약 고정밴드(40)를 이용하여 폭약(1)을 동시에 감싸면서 간편하게 일체화 고정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 아우터 커버(50)의 경우에도 외주면의 상하에 각각 다수의 완충푸셔(55)가 방사상으로 돌출 형성되되, 상기 완충푸셔(55)는 상부 외향으로 벌어지게 형성됨으로써 텐션을 유지할 수 있게 된다.
따라서, 상기 아우터 커버(50)를 최 외측에 설치하여 발파작업을 시행하는 경우 상기 완충푸셔(55)는 폭약(1)의 발파시엔 충격을 완화하는 고성능의 완충력을 발휘함으로써 진동과 소음을 최소화하고, 폭압이 발파영역으로만 정확하게 전달되도록 유도하여 더욱 매끈하고 미려한 발파면을 얻을 수 있는 효과를 제공한다.
1: 폭약 2: 발파공
10: 폭압 차단커버 11: 폭압 유도로
12: 폭약 장전부 13, 55: 완충푸셔
15: 커버 걸림턱 15a, 53: 삽입 안내면
16, 56: 밴드홈 20: 이중커버
21, 31: 완충돌기 30: 삼중커버
40: 폭약 고정밴드 50: 아우터 커버
51: 파지부 52: 푸셔 결속공
60: 커버 연결수단 61: 연결요부
62: 락킹홀 63: 연결돌부
64: 락돌기

Claims (9)

  1. 길이방향을 따라 개방 형성된 폭압 유도로(11)의 내측에 폭약 장전부(12)가 형성되고, 외주면 상하에 각각 다수의 완충푸셔(13)가 상부 외향으로 벌어지게 돌출 형성되며, 내주면의 양측 선단 상하에 각각 한 쌍의 커버 걸림턱(15)이 마주하게 돌출 형성된 원형 단면형상의 폭압 차단커버(10)와;
    상기 폭압 차단커버(10)의 내주면에 밀착상태로 삽입되되, 상기 커버 걸림턱(15)에 양측 선단부가 걸림 고정되는 이중커버(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  2. 길이방향을 따라 개방 형성된 폭압 유도로(11)의 내측에 폭약 장전부(12)가 형성되고, 외주면 상하에 각각 다수의 완충푸셔(13)가 상부 외향으로 벌어지게 돌출 형성되며, 내주면의 양측 선단 상하에 각각 한 쌍의 커버 걸림턱(15)이 마주하게 돌출 형성된 원형 단면형상의 폭압 차단커버(10)와;
    상기 폭압 차단커버(10)의 내주면에 밀착상태로 삽입되되, 상기 커버 걸림턱(15)에 양측 선단부가 걸림 고정되는 이중커버(20)와;
    상기 이중커버(20)의 내주면에 밀착상태로 삽입되되, 상기 커버 걸림턱(15)에 양측 선단부가 걸림 고정되는 삼중커버(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    폭압 차단커버(10)의 외주면에는 다수의 밴드홈(16)이 원주방향을 따라 함몰 형성되고, 상기 밴드홈(16)에는 폭약(1)을 감싸면서 고정하는 폭약 고정밴드(40)가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    완충푸셔(13)는 폭약 장전부(12)에 장전된 폭약(1)을 밀어주면서 발파공(2)의 내면에 밀착상태로 지지하고, 상기 폭약(1)의 발파시엔 완충력을 발휘하는 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    폭압 차단커버(10)의 외주면에는 아우터 커버(50)가 추가로 감싸게 조립 설치되는 한편;
    상기 아우터 커버(50)는 길이방향을 따라 일측이 부분 개방된 파지부(51)가 형성되고, 상기 파지부(51)의 내주면 상하에는 상기 완충푸셔(13)가 끼움 결합되는 푸셔 결속공(52)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  6. 제 5항에 있어서,
    푸셔 결속공(52)은 상기 완충푸셔(13)가 원활하게 끼워지도록 내측에서 외측으로 가면서 벌어지는 삽입 안내면(53)이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  7. 제 5항에 있어서,
    아우터 커버(50)의 전장(L)은 상기 폭압 차단커버(10)의 전장(L1)보다 2배의 규격으로 형성되어, 상기 아우터 커버(50)는 2단으로 조립된 아우터 커버(50)를 한꺼번에 감싸면서 조립되는 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  8. 제 5항에 있어서,
    아우터 커버(50)의 외주면에는 다수의 밴드홈(56)이 원주방향을 따라 함몰 형성되고, 상기 밴드홈(56)에는 폭약(1)을 감싸면서 고정하는 폭약 고정밴드(40)가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
  9. 제 5항에 있어서,
    아우터 커버(50)의 양측 선단에는 다수의 아우터 커버(50)를 길이방향으로 일체화 연결하기 위한 커버 연결수단(60)이 추가로 구비되는 한편;
    상기 커버 연결수단(60)은 아우터 커버(50)의 일측 선단 내주면에 연결요부(61)가 함몰 형성되고, 상기 연결요부(61)의 내측 중앙에는 락킹홀(62)이 관통형성되며, 타측 선단에는 다른 아우터 커버(50)의 연결요부(61)에 끼워지는 연결돌부(63)가 돌출형성되고, 상기 연결돌부(63)의 외주면에는 상기 락킹홀(62)에 끼워지는 락돌기(64)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 폭압 전달 방향 제어를 위한 고효율 조립식 장약홀더.
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