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煤矿井下密闭取芯煤层瓦斯含量测定方法Methodfordeterminationofcoalseamgascontentbasesealingcoringundergroundco

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目次..................................................................................IIHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINK\l"br14".....................................13I煤矿井下密闭取芯煤层瓦斯含量测定方法1方法、瓦斯含量测定、质量评述。定可参考使用。2规范性引用文件文件。GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法GB/T15663.8煤矿科技术语第8部分:煤矿安全GB/T23250煤层瓦斯含量井下直接测定方法GB/T30732煤的工业分析方法仪器法33术语和定义下列术语和定义适用于本文件。.1密闭取芯sealingcoring3.2原位密封in-situsealing钻孔取样器钻取煤岩芯后,在孔底对煤芯进行密封的方法。4方法原理斯含量,从而测得煤层瓦斯含量。5555.1密闭取芯器应适用于煤矿井下使用环境,耐腐蚀性好,不易变形及损坏。.2密闭取芯器应具有在钻孔孔底原位密封煤芯、取芯和解吸一体化的功能。.3密闭取芯内筒总成保压能力应大于储层压力,且不小于10MPa。密闭取芯内筒保压能力检测时,通过向密闭取芯内筒内注入流体至表压10MPa连续观察5min,无气泡冒出为合格。55.4密闭取芯内筒容积能够装煤样1000g以上。.5采用投球打压方式密闭取芯时,取芯钻杆最小内通径应满足投封堵球的要求。封堵球最小可承受压力应不小于所需剪切压力的1.5倍。上仰孔封堵球密度应小于1.0g/cm。55.6密闭取芯用泥浆泵最大工作压力应不小于10MPa,压风装置最大工作压力应不小于2MPa。.7密闭取芯瓦斯含量测定配套以下仪器设备:a)瓦斯解吸仪:量筒有效体积不小于800cm,最小刻度不大于2cm;1b)气压计:量程60kPa~106kPa,分度值0.1kPa;c)秒表:精确到秒;d)温度计:-30℃80℃;e)常压自然解吸测定装置或真空脱气装置;f)球磨机或粉碎机:应将煤样粒度磨碎至0.25mm以下;g)天平:量程不小于1500g,感量不大于66密闭取芯方法.1密闭取芯基本要求66666.1.1煤矿井下密闭取芯应采用随钻随取工艺。.1.2钻孔施工应保持孔壁规则、完整,轨迹相对平直。.1.3密闭取芯钻进宜采用小排量、低转速、低钻压,具体取芯钻进参数可根据试钻确定。.1.4采用压风系统进行取芯钻进,压风量应满足冷却取芯钻头和排渣的需要。.1.5密闭取芯施工全程应做好记录,详细记录采样地点、取样方式、取样深度、打压流量、最大流体压力等相关参数,以及各种异常情况(记录格式见附录AA.1)。66.2密闭取芯准备.2.1密闭取芯内筒气密性检测内注入空气至表压1.5MPa以上,关闭后搁置12h,压力不降为合格。6.2.2密闭取芯内筒称量密闭取芯内筒使用前均应进行称量并记录其空筒质量。.2.3设备和仪器完好性检查6检查设备数量和完好性,安装调试仪器和设备,确保其状态正常完好。.3密闭取芯作业66.3.13MPa或风压不宜大于1MPa。6666.3.2取芯钻进钻压应逐步增加,不应一次到位。如遇憋钻、跳钻,应适当调整钻进参数予以消除。.3.3钻进中不应随意停钻或提钻和停泵,直到取芯钻进结束密闭完成。.3.4单回次取芯进尺不宜超过密闭取芯内筒空腔有效长度。.3.5打压密闭过程要逐步升高流量及泵(风)压,直至泵(风)压急剧下降或达到设备预定密闭剪断压力阈值。6.4样品气密性检查冒出,则该试样作废。6.5再次称量密闭取芯内筒的质量,估算煤芯样品质量。7瓦斯含量测定77.1解吸瓦斯含量测定.1.1密闭取芯采样测定的样品瓦斯含量包括解吸瓦斯含量和残存瓦斯含量两部分,其中解吸瓦斯量2包括现场解吸瓦斯量和实验室解吸瓦斯量。7.1.2现场解吸瓦斯量测试时,连接取芯内筒与瓦斯解吸仪,打开解吸阀门,使取芯内筒或罐内解吸将观测结果填写到测定记录表中(格式参见附录AA.1),同时记录当时环境的温度和大气压力。7.1.3现场解吸时间间隔的长短取决于解吸速度。如量筒不能再容纳预估的下次测定气体时,排出筒上步骤继续测定。77.1.4解吸量小于10cm/min停止现场解吸,关闭取芯内筒解吸阀门,并及时送实验室进一步测定。.1.525见附录AA.2),同时记录气温及大气压力。7.2残存瓦斯含量测定残存瓦斯含量测定方法按附录B执行。77.3气样组分分析.3.1气样采取采用排水取气法采取气样。解吸瓦斯含量测定阶段采取气样1个;残存瓦斯含量测定阶段,若采用常压自然解吸法则煤样粉碎后采取气样1个,若采用脱气法则在煤样粉碎前后各采取气样1个。实验室采取气样,气体测定装置量筒内气体体积大于400cm时,把软管接在气体测定装置气阀上,软管流向瓶中。待气体收集到约200cm后,在水槽中拔下软管并盖上瓶塞。然后在气样瓶外贴上标签,倒置于箱中,等待送实验室进行气体组分分析。7.3.2组分分析采取的气样及时送实验室,按GB/T13610进行气体组分分析。7.4数据处理数据处理方法按附录C执行。77.5煤层瓦斯含量计算.5.1各阶段的煤样瓦斯量计算采用常压自然解吸法测定时,解吸瓦斯量、粉碎前瓦斯量、粉碎后瓦斯量按式(1)计算,常压不可解吸瓦斯量按式(2)计算。3ꢂ∑ꢃꢁ=ꢁXꢄ0.1ꢆꢅ100−ꢇꢆꢈ−ꢉ1ꢋꢅ=×ꢆꢈ×+1+0.1ꢅ1+0.31ꢉꢆꢈ式中:——各阶段煤样瓦斯量(ꢁ=1,2,3),单位为立方厘米每克(cm/g);ꢀꢂꢁV——各阶段某种气体体积(=1,2,3,=1,2,3),单位为立方厘米(cmꢁm——煤样质量(分为空气干燥基和干燥无灰基),单位为克(g);ꢅ——煤在标准大气压力下的不可解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g);a——煤的瓦斯吸附常数,试验温度下煤的极限吸附量,单位为立方厘米每克(cm/g);b——煤的瓦斯吸附常数,单位为每兆帕(MPa);A——煤的灰分,%;M——煤的水分,%;π——煤的孔隙率,%;r——煤的容重,单位为克每立方厘米(g/cm)。采用脱气法测定时,解吸瓦斯量、粉碎前瓦斯量、粉碎后瓦斯量按式(1)计算。37.5.2瓦斯含量计算采用常压自然解吸法测定时,瓦斯含量按式(3)计算:ꢀ=ꢀ+ꢀ+ꢀ+ꢀb123式中:ꢀ1ꢀ2ꢀ3——煤样的解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g);——煤样粉碎前解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g);——煤样粉碎后解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g);ꢀb——煤在标准大气压力下的不可解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g)。采用脱气法测定时,瓦斯含量按式(4)计算:ꢀ=ꢀ+ꢀ+ꢀ514式中:X——煤样的瓦斯含量,单位为立方厘米每克(cm/g);——煤样的解吸瓦斯量,单位为立方厘米每克(cm/g);——煤样粉碎前脱气量,单位为立方厘米每克(cm/g);——煤样粉碎后脱气量,单位为立方厘米每克(cm/g)。ꢀ1ꢀ4ꢀ57.5.3计算精度要求上述的计算数值按数字修约规则处理后,只保留两位小数。77.6记录填写与存档.6.1实验室测定结果及试验过程发生的各种情况(如密封罐漏气、脱气过程中有无瓦斯损失、煤样混有式参见附录A中表A.5)一式两份,一份交给送样单位,一份实验室留存。7.6.2测定过程的原始资料及试验(测定)报告由实验单位一并归档,作为长期资料保存,存档文件包括:a)煤样采样及瓦斯解吸量测定记录;b)实验室自然解吸(脱气)记录;c)气体分析试验报告;d)煤质分析试验报告;e)煤层瓦斯含量测定报告。88质量评述.1合格样品合格样品应符合以下全部条件:a)煤样质量不小于400g;b)解吸仪量筒不漏气,气路无堵塞;c)脱气过程无气体损失;d)记录完整齐全,无错记、漏记现象。8.2参考样品凡有一项不符合8.1规定的样品,即为参考样品。4附(录资料性)A记录表及报告格式表A.1给出了井下采样及解吸记录表格式,表A.2给出了实验室自然解吸记录表格式,表A.3给出了密闭取芯瓦斯含量测定报告格式。表A.1井下采样及解吸记录表采样人:记录人:煤样编号:采样日期:年月日采样时间/(h:min):采样地点:取样方式:取样深度:打压密闭参数取样器规格/型号:最大流体压力=m流量=L/minMPa稳定流体压力=MPa试验地点概况及描述:测定日期y.m.d测定时间h:min间隔时间min测定体积cm3现场温度℃现场气压kPa表A.2实验室自然解吸记录表样品编号:测定日期y.m.d测定时间h:min间隔时间min测定体积cm3环境温度℃大气压力kPa检测人员备注审核人:5表A.3煤层残存瓦斯含量测定常压自然解吸记录表煤样编号:采样地点:大气压力:kPa温度:℃粉碎前自然解吸瓦斯量起始终止备注煤样质量g量筒读数cm3粉碎后自然解吸瓦斯量煤样第一份第二份煤样质量g粉碎时间min量筒读数cm3常压不可解吸瓦斯量参数M:a:b:A:π:r:月常压不可解吸瓦斯量/(cm3/g):检测人:审核人:时间:年日表A.4煤层残存瓦斯含量测定脱气记录表实验室样品编号:脱气阶段来样编号:粉碎前粉碎后量筒读数cm3累计气体体积cm3大气压力kPa室温℃煤样质量g煤样粉碎时间起始时间:月日时终止时间:月日时备注检测人:审核人:时间:年月日6附录B(规范性)残存瓦斯含量测定方法B.1煤样检查与登记密闭取芯样品送到实验室后,首先按6.4方法进行气密性检查;如发现漏气即为废样,将检查结果在报告中注明。一步测定工作。B.2常压自然解吸法瓦斯量测定B.2.1粉碎前测定及煤样称量再有气泡冒出时解吸完毕。打开密闭取芯内筒将煤样倒入盆中,进一步去除矸石等杂质,然后放置在天平上进行煤样称量。中(参见附录A中表A.2和表A.3)。B.2.2粉碎及瓦斯量测定B.2.2.1装罐和粉碎将煤样捣碎至2cm~3cm大小,按300g500g分装入球磨罐,并对球磨罐进行气密性检查。将球磨罐固定于球磨机上,破碎2h4h。或将煤样捣碎至2cm3cm大小,按100g300g分装入粉碎机料钵粉碎。煤样粉碎到95%煤样通过60目0.25mm)的分样筛时为合格。(B.2.2.2解吸瓦斯量测定和称量煤样粉碎后自然解吸瓦斯量测定按本文件B.2.1进行,同时记录大气压力、室温,并将观测结果填写到记录表中(参见附录A中表A.3)。解吸终止,将样品倒出用0.2560目)筛子筛分,称量筛下煤样质量,并按GB/T474缩制成分析煤样,按GB/T212或GB/T30732分析M、A、V。B.3脱气法瓦斯量测定B.3.1脱气前的准备工作有机溶剂对仪器的污染,真空活塞洗净后涂抹真空封脂。真空脱气装置使用前要严格进行气密性检查,真空系统在仪器最大真空度下放置4h,真空计水银液面上升不超过5mm为合格。各量筒在水准瓶放低情况下液面保持不下降。对密闭取芯内筒进行气密性检查,将密闭取芯内筒浸入清水中,连续观察5min,检查有无气泡冒B.3.2煤样粉碎前脱气B.3.2.1预抽真空与设备连接在10B.3.2.2煤样脱气7煤样首先在常温下脱气,每隔30min脱气1次,直至单次脱出瓦斯量小于10cm3为止。再将煤样加热至95℃100℃恒温,每隔一段时间重新抽气,一直进行到每30min内抽出瓦斯量小于10cm为止。B.3.3煤样粉碎后脱气和称量B.3.3.1装罐和粉碎将煤样倒入样品盘中,去除矸石等杂质,然后放置在天平上进行煤样称量,并缩取300g500g,将煤样捣碎至2cm3cm大小,装入球磨罐,并对球磨罐进行气密性检查。将球磨罐固定于球磨机上,破碎2h4h。B.3.3.2脱气和称量煤样粉碎后脱气按本文件B.3.2进行,本阶段要一直进行到真空计稳定为止。关闭真空计,取下球474缩制成分析煤样,按GB/T212或GB/T30732分析M、A、V。B.3.4气体体积的计量及室温,将观测结果填写到记录表中(参见附录A中表A.4)。8附(录规范性)C数据处理方法C.1气体体积校正C.1.1校正原则采用常压自然解吸法时,按式(C.1)进行气体体积校正;采用脱气法测定时,按式(C.1)和式(C.2)进行气体体积校正。C.1.2自然解吸瓦斯量的换算自然解吸瓦斯量的换算按式(C.1)进行:273.2(C.1)ꢃꢌ=×−0.00981ℎ−ꢐ)×ꢃꢌ1ꢎ2101.3×(273.2+ꢍꢎ)式中:ꢃꢌ——换算为标准状态下的气体体积,单位为立方厘米(cm);ꢃꢌ——t时刻时量筒内气体体积读数,单位为立方厘米(cm);ꢏ1——大气压力,单位为千帕(kPa);Tw——量筒内水温,单位为摄氏度(℃);hw——量筒内水柱高度,单位为毫米(mm);ꢏ2——T时水的饱和蒸汽压(参见附录D),单位为千帕(kPa)。将每次量筒读数逐个换算填入记录表中(参见附录A)。C.1.3脱气气体体积的换算脱气气体体积的换算按式(C.2)进行:273.2×−0.0167ꢒ−ꢏ)×ꢃꢍꢑ(C.2)'ꢍꢑ=102101.3×(273.2+ꢍꢑ)式中:ꢃꢍꢑ——换算到标准状态下的气体体积,单位为立方厘米(cm);Tn——实验室温度,单位为摄氏度(℃);ꢏ1——大气压力,单位为千帕(kPa);ꢒ0——气压计温度,单位为摄氏度(℃ꢏ2——在室温T下饱和食盐水的饱和蒸汽压(参见附录E),单位为千帕(kPa);ꢃꢍꢑ——在实验室温度T下大气压力ꢏ条件下量筒内气体体积,单位为立方厘米(cm)。1nC.2煤层自然瓦斯成分计算按式(C.3)(C.5)计算各种气体组分无空气基的浓度,其中c(O)、c(N)、c(CH)、c(CO)为混合有2242空气的气体组分浓度。c2−3.57c2×100(C.3)×100(C.4)×100(C.5)A2=100−4.57cO2c(CH4)ACH4ACO2=100−4.57cOc(CO2)2=100−4.57c2式中:A2——扣除空气后N的浓度,%;ACH4——扣除空气后CH的浓度,%;ACO2——扣除空气后CO的浓度,%。煤层自然瓦斯成分应以自然解吸阶段采取气样的测定结果为准。9C.3各阶段各种气体体积的计算C.3.1各阶段瓦斯体积换算将各阶段含空气瓦斯体积按式(C.6)换算为无空气瓦斯的体积:ꢃ'ꢁ100−4.57cO(C.6)''ꢁ=2100式中:''ꢁ——扣除空气后标准状态下的各阶段瓦斯体积(=1,2,3,4),单位为立方厘米(cm);'ꢁ——扣除空气前标准状态下的各阶段瓦斯体积(=1,2,3,4),单位为立方厘米(cm);其余符号同前。C.3.2各阶段气体体积计算各阶段某种气体体积按式(C.7)计算:V''ꢁ×A(ꢓ)ꢂꢁ=(C.7)100式中:ꢂꢁ——标准状态下的各阶段某种气体体积();A(ꢓ)——气体成分中某种气体的浓度(=N,CH,CO等),%。242其余符号同前。10附(录资料性)D不同温度下饱和水蒸汽压表D.1给出了不同温度下饱和水蒸汽压。表D.1不同温度下饱和水蒸汽压温度℃饱和水蒸汽压kPa温度℃饱和水蒸汽压kPa01234567890.6105262728293031323334353637383940414243444546474849503.36093.56483.77954.00534.24284.49224.75465.03005.31925.62285.94116.27506.62486.99167.37587.77798.19928.63919.10049.583010.085710.612311.160211.734812.33340.65670.70570.75790.81340.87230.93501.00161.07261.14781.22771.31241.40231.49731.59811.70491.81771.93712.06342.19672.33782.46842.64332.80882.98333.16831111111111222222012345678901234511附(录资料性)E不同温度下饱和食盐水的饱和蒸汽压表E.1给出了不同温度下饱和食盐水的饱和蒸汽压。表E.1不同温度下饱和食盐水的饱和蒸汽压温度℃饱和食盐水的饱和蒸汽压kPa温度℃饱和食盐水的饱和蒸汽压kPa567890.6532021222324252627282930313233341.7601.8802.0002.1202.2532.3862.5332.6932.8533.0263.2003.3733.5733.7864.0000.7070.7600.8130.8670.9200.9871.0531.1331.2131.2931.3731.4671.5601.6531111111111012345678912钢丝绳用润滑剂LubricantsforropesNB/SH/T0387—2023NB/SH/T0387—2023钢丝绳用润滑剂1范围种添加剂所制得的钢丝绳浸渍和表面防护的润滑剂。用润滑脂和维护油。2规范性引用文件文件。GB/T259石油产品水溶性酸及碱测定法GB/T265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T2361防锈油脂湿热试验法GB/T3536石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法GB/T4510石油沥青脆点测定法弗拉斯法GB/T4929润滑脂滴点测定法GB/T21856化学品快速生物降解性二氧化碳产生试验SH/T0081防锈油脂盐雾试验法NB/SH/T0164石油及相关产品包装、储运及交货验收规则SH/T0204润滑脂抗磨性能测定法(四球机法)SH/T0229固体和半固体石油产品取样法SH/T0331润滑脂腐蚀试验法SH/T046919947407号齿轮润滑脂333术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钢丝绳用润滑剂lubricantsfor应用于各种气候条件下工作的钢丝绳及负载拉索的润滑与防护的油脂。常温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinenvironment应用于常温条件下钢丝绳的润滑剂。1NB/SH/T0387—202333333333333333寒冷环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于寒冷环境下钢丝绳的润滑剂。极寒环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于极寒环境下钢丝绳的润滑剂。高温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinhightemperatureenvironment应用于高温环境下钢丝绳的润滑剂。普通钢丝绳用润滑剂lubricantsforordinary应用于环境良好,负载轻,运动速度低的钢丝绳的润滑剂。重型起重机钢丝绳用润滑剂lubricantsforheavycrane应用于重型起重机钢丝绳的润滑剂。港机钢丝绳用润滑剂lubricantsforportmachinery应用于港口岸桥、塔吊等设备和其他近海潮湿环境下钢丝绳的润滑剂。工程机械钢丝绳用润滑剂lubricantsforconstructionmachinery应用于工程机械上钢丝绳的润滑剂。.10.11.12.13.14.15.16渔业海工钢丝绳用润滑剂lubricantsforsteelforfisheryMarineengineering应用于海洋、淡水渔业、海上工程钢丝绳的润滑剂。电梯钢丝绳用润滑剂lubricantsforelevator应用于电梯钢丝绳的润滑剂。钢芯铝绞线用润滑剂lubricantsforsteelaluminumstranded应用于钢芯铝绞线润滑和防护的润滑剂。环保型钢丝绳用润滑剂environment-friendlylubricantsfor以植物油脂、合成油脂为主要成分,在自然环境下能被降解,环境友好的钢丝绳用润滑剂。纤维芯用润滑剂lubricantsforfiber应用于钢丝绳纤维芯的润滑剂。钢丝绳维护油maintenanceoilforcontainingvolatilesolvent含挥发性溶剂的钢丝绳维护用润滑剂。钢丝绳维护脂maintenancesolventformaintenance不含挥发性溶剂的半流体的钢丝绳维护用润滑剂。2NB/SH/T0387—202344分类和标记.1产品分类本文件将钢丝绳用润滑剂分为钢丝绳生产用润滑剂和钢丝绳维护用润滑剂两大类。91列出了不同品种的特征指标和主要用途。挥发性溶剂),表1列出了不同品种的特征指标和主要用途。表1钢丝绳用润滑剂分类分类品种特征指标润滑性和防锈性极压抗磨性能主要用途普通钢丝绳使用普通钢丝绳用润滑剂重型起重机钢丝绳用润滑剂应用于高强度起重机应用于近海潮湿环境下钢丝绳的润滑保护港机钢丝绳用润滑剂抗盐雾性能工程机械钢丝绳用润滑剂渔业海工钢丝绳用润滑剂极压抗磨性能抗盐雾和油膜强度应用于工程机械钢丝绳的润滑钢丝绳生产用润滑剂应用于水下渔业、海上工程钢丝绳的润滑保护电梯钢丝绳用润滑剂钢芯铝绞线用润滑剂润滑性防锈性应用于电梯钢丝绳的润滑保护应用于钢绞线的润滑保护应用于有生物降解性要求的钢丝绳用润滑剂环保型钢丝绳用润滑剂可自然降解,环境友好浸湿性和防锈性纤维芯用润滑剂钢丝绳维护油应用于钢丝绳纤维绳芯的润滑剂防锈性好、渗透性好附着力强、防锈性好和极压润滑性好应用于润滑性要求高的钢丝绳的维护应用于重负荷钢丝绳的维护钢丝绳维护用润滑剂钢丝绳维护脂4.2产品标记钢丝绳用润滑剂应标记为:产品名称品种名称标准号。示例:钢丝绳用润滑剂港机钢丝绳用润滑剂NB/SH/T03872023。5要求和试验方法.1一般要求5钢丝绳用润滑剂应满足以下一般要求:a)应防止钢丝、纤维芯的腐蚀;b)应减少钢丝绳结构内部和外部的摩擦,即具有良好的润滑性;3NB/SH/T0387—2023c)有好的包覆性能;d)是防水的,并且不含有在水中易乳化的复合物;e)不易出现明显脆裂;f)无沙砾、研磨物质、故意增重的物质、水、氯化物或类似不纯洁物;g)的任何添加剂或复合物;h)绳的纤维芯有损害的添加剂或复合物。5.2特殊要求钢丝绳用润滑剂还应满足以下特殊要求。a)材料的状态在溶解之前溶剂蒸发之后实质应是相同的。b)状态,即其应具有热可逆性。要特别注意的是,加热温度不宜过高或加热持续时间不宜过长,否则会导致润滑剂降低性能。5.3钢丝绳生产用润滑剂的技术要求和试

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