MINADO PROFUNDO: problemas y soluciones - Caso Mina Yauliyacu 
Expositor: Jaime Tapia Aguirre 
Geomecánico Corporativo
En el Perú aún no se tiene Normado cuando una mina debe ser considerada Mina Profunda. Países como Australia, Canadá y Sud...
La minería subterránea tiene diferentes connotaciones en diferentes países. Las siguientes son 
las minas más profundas ac...
Nombre Mina Compañía Localización Mineral 
Profundidad de 
producción 
aprox. (m) 
Savuka Anglogold Ashanti 
Carletonville...
ALTOS ESFUERZOS DE ROCA (EL RIESGO EN PROFUNDIDAD) 
Masa rocosa dúctil y suave. 
La roca sufre una alta convergencia en el...
CASO MINA YAULIYACU
ASPECTOS GEOLOGICOS 
Yauliyacu se encuentra en una zona de 
alto tectonismo, típico de los andes 
peruanos. Estratigráfica...
ASPECTO GEOMECANICO 
De acuerdo a la clasificación Geomecánica según el criterio de Bieniawski, el compósito en su mayoría...
El MGE es una de las herramientas que se utiliza para el dimensionamiento de las excavaciones en combinación con modelamie...
MICROSISMICIDAD INDUCIDA 
Los microsismos se definen como las oscilaciones naturales y regulares del subsuelo, inducidas p...
Eventos sísmicos en la Mina Yauliyacu 
(24 de agosto del 2009) 
Nivel 1700 
Nivel 1900 
Nivel 2100 Nivel 3000
Daños ocasionados desde el nivel 1500 
hasta el 3300 
NIVEL LABOR CRITICIDAD CONSECUENCIA ML SECCION REFORZAMIENTO MATERIA...
Aplicación del Monitoreo Microsísmico en Yauliyacu 
La red de monitoreo microsísmico consta de 5 Paladín (caja de registro...
¿Qué ventajas obtenemos? 
Procesamiento de datos: 
Cada evento registrado se ve representado en un sismograma el cual al s...
DISTRIBUCION DE POISSON 
Mayo- Diciembre 
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Zonificación Microsísmica: 
¿Qué ventajas obtenemos? 
Nivel 1700
Zonificación Microsísmica: 
Nivel 2700 
Nivel 3300 
¿Qué ventajas obtenemos?
GRADO 
INTENSIDAD 
DEL EVENTO 
PRESCRIPCION 
SONORA (auditiva) 
CONSECUENCIAS 
DEL EVENTO 
(en la roca) 
DESCRIPCION 
1 Su...
Sustento de las 48 horas de paralización: De acuerdo al análisis estadístico de la data microsísmica, y con los casos ocur...
Prescripción sonora y consecuencia de un 
evento sísmico 
(reacciones de los trabajadores) 
Crujido – Relajamiento de roca...
Control de relleno de tajos 
Debido a la explotación y al método de minado (sublevel stoping) se generan grandes cavidades...
1.ALTA RESISTENCIA 
2.ACOPLAMIENTO ADECUADO A LA ROCA 
3.FACILIDAD Y CALIDAD DE LA INSTALACIÓN 
SOSTENIMIENTO ADECUADO 
El...
Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca 
Para determinar el mejor sostenimi...
2.- Por que falla el sostenimiento? 
Porque no es el adecuado y/o esta mal instalado. 
Sostenimiento en zonas de rocas dur...
3.- Que sostenimiento es el adecuado? 
Pernos de gran resistencia + malla gallinero de 2” 
Sostenimiento en zonas de rocas...
4.- Contamos con pernos de gran resistencia? 
El perno “Gusano” actúa inicialmente como un perno 
estático y posteriorment...
Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca 
5.- Que debemos hacer? 
Sostener e...
Sostenimiento en zonas de rocas dúctil, suave y de calidad pobre 
Esta se da en labores de la sección VI. El sostenimiento...
TENDENCIAS EN LA MINERIA SUBTERRANEA: 
1.Las minas son cada vez mas profundas. 
2.La producción es cada vez mas mecanizada...
Objetivo: garantizar la continuidad operativa de la mina a largo plazo. Como: modificando e implementando el diseño del si...
1.La sostenibilidad de la industria minera dependerá de las innovaciones y nuevas estrategias que se apliquen para la mine...
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BLOQUE: OPERACIONES DE MINAS
Conferencia técnica

Jaime Tapia
Coordinador Corporativo Geomecanico
Empresa Minera Los Quenuales S.A.

Miércoles 18 de setiembre, 2013

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PERUMIN 31: Minado Profundo: Problemas y Soluciones - Caso Mina Yauliyacu

  1. 1. MINADO PROFUNDO: problemas y soluciones - Caso Mina Yauliyacu Expositor: Jaime Tapia Aguirre Geomecánico Corporativo
  2. 2. En el Perú aún no se tiene Normado cuando una mina debe ser considerada Mina Profunda. Países como Australia, Canadá y Sudáfrica tienen normados en base a su realidad geológica cuando deban ser consideradas profundas, con Normativas y Legislaciones de control diferentes para sus operaciones. Consideraciones para el Minado Profundo
  3. 3. La minería subterránea tiene diferentes connotaciones en diferentes países. Las siguientes son las minas más profundas actualmente en operación, todas ellas con problemas similares. Nombre Mina Compañía Localización Mineral Profundidad de producción aprox. (m) Enterprise Xstrata Copper Mount Isa, Queensland Cu 1650 Mount Magnet Hill 50 Harmony Gold Mount Magnet, Western Australia Au 1500 Otter - Juan Gold Fields Mine Kambalda, Western Australia Ni 1350 Black Swan Nickel Gold Fields Mine Near Kalgoorlie, Western Australia Ni 1200 Broken Hill Perilya Broken Hill, New South Wales Pb, Zn, Ag 1200 Perseverance BHP Leinster, Western Australia Ni 1000 Kanowna Belle Barrick Gold Near Kalgoorlie, Western Australia Au 1000 Nombre Mina Compañía Localización Mineral Profundidad de producción aprox. (m) La Ronde Agnico Eagle Cadillac, Quebec Au, Ag, Cu, Zn 2200 Creighton CVRD - Inco Sudbury, Ontario Ni, Cu, Co, 2200 Kidd "D" Xstrata Copper Timmins, Ontario Cu, Zn, Ag 2000 Craig Xstrata Nickel Sudbury, Ontario Ni, Cu 1700 Fraser Xstrata Nickel Sudbury, Ontario Ni, Cu, Co, 1600 Lindsey Xstrata Nickel Sudbury, Ontario Cu, Ni, Co, Au, Pt, Pd,Ag 1600 Macassa Kirkland Lake Gold Inc. Kirland Lake, Ontario Au 1500 Minas profundas de Australia Minas profundas de Canadá MINADO PROFUNDO
  4. 4. Nombre Mina Compañía Localización Mineral Profundidad de producción aprox. (m) Savuka Anglogold Ashanti Carletonville, Gauteng Au 3800 Moab Khotsong Anglogold Ashanti Klerksdorp, Nort West Au 3700 Elandsrand Harmony Gold Carletonville, Gauteng Au 3600 Mponeng Anglogold Ashanti Carletonville, Gauteng Au 3375 Bambanani ARM Gold / Harmony Welkom, Free State Au 3325 Tau Tona Anglogold Ashanti Carletonville, Gauteng Au 3000 South Deep Gold Fields Ranfontein, Gauteng Au 2700 Nombre Mina Compañía Localización Mineral Profundidad de producción aprox. (m) Yauliyacu Glencore Casapalca Zn, Pb, Ag 1500 El Porvenir Milpo San Francisco de Asís Zn,Pb,Cu,Ag 1400 Uchucchacua Buenaventura Oyon Ag 1300 San Rafael Minsur Antauta Sn, Cu 1200 Cobriza Doe Run Perú San Pedro de Cori Cu 1100 Poderosa C.M. Poderosa Pataz Au 1000 Retamas Marsa Parcoy Au 900 Minas profundas de Sudáfrica Minas profundas de Perú MINADO PROFUNDO
  5. 5. ALTOS ESFUERZOS DE ROCA (EL RIESGO EN PROFUNDIDAD) Masa rocosa dúctil y suave. La roca sufre una alta convergencia en el tiempo. Masa rocosa dura y frágil. Se dará la Sismicidad Inducida por la operación y el riesgo de estallidos de roca.
  6. 6. CASO MINA YAULIYACU
  7. 7. ASPECTOS GEOLOGICOS Yauliyacu se encuentra en una zona de alto tectonismo, típico de los andes peruanos. Estratigráficamente se tiene 4 formaciones definidas. En las capas rojas que son intercalaciones de lutitas y areniscas calcáreas, por alteración relacionada a la mineralización se dio origen a la silisificación de las areniscas. Tunel graton Pcf Vt Cc Cr Cj Pcf Pórfido Carlos Francisco Vt Volcánico Tablachaca Cc Conglomerado Carmen Cr Capas rojas Cj Calizas Jumasha Niveles de la mina Cc Pique central 3900 3600 3300 3000 Pcf Vt gran falla 2700 2100 Vt Cc Cr 1700 1200 800 200 H2 5000 4500 4000 3500 3000 4200 SECCIÓN LONGITUDINAL VERTICAL A LO LARGO DE LA VETA M ESCALA : 1:30 000 FIGURA 3.3  Max Max Max  A (SW) (NE) A' Zona de HORIZONTES Zona de PROFUNDIZACION
  8. 8. ASPECTO GEOMECANICO De acuerdo a la clasificación Geomecánica según el criterio de Bieniawski, el compósito en su mayoría presenta un RMR que varía de 40 a 70, presentando una roca regular a buena. Se ha establecido que los estallidos ocurren en rocas que tienen resistencia compresiva mayores a 100 Mpa, nuestras areniscas silisificadas superan esta resistencia.
  9. 9. El MGE es una de las herramientas que se utiliza para el dimensionamiento de las excavaciones en combinación con modelamientos numéricos como el Phases V6. Mapeo Geomecánico al detalle ASPECTO GEOMECANICO Método de minado: Taladros largos REPORTE GEOMECÁNICOProgresiva:Fecha26-ago-13MinaSección IIProfundidad517mNivel12004360EstructuraLaborSn 736SLitologiaRc / Sv3.58SISTEMA RMR PARÁMETROSRANGOVALORResistencia a la compresión uniaxial50MPa4RQD47%8Espaciamiento de discontinuidades< 6cm5CONDICION DE DISCONTINUIDADESFamiliaD. Buz/Buzf/mPersistencia03 - 10m21 F18/51Abertura0.1-1mm42322/48RugosidadLR33185/87RellenoS < 5mm24165/86AlteraciónModerado 3Agua subterráneaMojado7OrientaciónModerado -5RMR89 =33Condiciones secasRMR'89 =46SISTEMA QPARAMEROS VALORRQD %RQD47%47Número de discontinuidadesJn3f6Número de rugosidadJrIO2.5Número de alteraciónJaGranular2Número de agua subterráneaJwSeco1Factor de reducción de esfuerzosSRFModerado2.5Q =3.917Q' =9.79RMR = 9 Ln Q + 44RMR = 9 Ln Q' + 44GSI = RMR'89 - 5=41GSI =IF/RTABLA GEOMECANICARMR =33Q =3.92OBSERVACIONES: MAXIMA ABERTURA AUTOESTABLEESR =1.6Permanente P2P2MAA =5.52mTIEMPO DE AUTOSOPORTETAS = 7 DiasRESISTENCIA DEL MACIZO ROCOSO MR =0.98MPaDETERMINACION DEL SOPORTE: PBHSC con lechada espaciado 1.2mMas malla eslabonada de 3x3. Tipo de laborRelación soporte excavaciónESR =1.6Permanente P2AlturaH3.5mAnchoA3.5mDimensión equivalenteDe =2.19Q =3.92Soporte recomendado:Sostener con Split set espaciado a 1.2m mas malla eslabonada 3x3. FOY-PTO-028REVISION01REPORTE GEOMECANICOAPROBADO08/11/2012VolcanicanicaRANGOFORMULARIO OPERACIONALCODIGO
  10. 10. MICROSISMICIDAD INDUCIDA Los microsismos se definen como las oscilaciones naturales y regulares del subsuelo, inducidas por fuentes naturales y/o artificiales. Compuestos por ondas “P” y “S”. Aparecen en los registros de todos los sismógrafos. La corteza terrestre está en un continuo estado de agitación. Los eventos microsísmico son propios de la actividad minera, no son separables y se deben incorporar a los sistemas de producción. La sismicidad inducida se refiere a la relación que existe entre la remoción de grandes macizos de roca, generando tensiones en el macizo rocoso que se deforma, liberando energía que se representa a partir de ruido.
  11. 11. Eventos sísmicos en la Mina Yauliyacu (24 de agosto del 2009) Nivel 1700 Nivel 1900 Nivel 2100 Nivel 3000
  12. 12. Daños ocasionados desde el nivel 1500 hasta el 3300 NIVEL LABOR CRITICIDAD CONSECUENCIA ML SECCION REFORZAMIENTO MATERIALES A USAR PRIORIDAD COSTO SOSTENIMIENTO ($) COSTO POR NIVELES ($) TOTAL ML POR SOSTENER Cx 678 2 Desprendimiento 15 3.5 x 3.0 PBH + M 112 m² malla + 71 PBH 1 2302.72 Gl 242 S 2 Desprendimiento 20 3.5 x 3.5 PSSS 94 PSS 2 1187.22 Cx 678 2 Desprendimiento 35 3.5 x 3.0 PBH + M 260 m² malla + 160 PBH 1 5345.60 Cx 678 1 Relajamiento 60 3.5 x 3.0 PSBH 275 PBH 2 4265.25 Cx 678 3 Reventazon 20 3.5 x 3.0 SHOT + PBH 190 m² shot + 92 PBH 3 6176.92 Gl 678 N 3 Reventazon 130 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1365 m² shot + 595 PBH 4 43353.45 BP 691 2 Desprendimiento 40 3.5 x 3.0 PBH + M 300 m² malla + 183 PBH 1 6168.00 BP 691 3 Reventazon 120 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 1308 m² shot + 550 PBH 2 41230.50 Gl 648 S 3 Reventazon 120 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 1260 m² shot + 550 PBH 3 40030.50 Cx 663 4 Estallido 15 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 164 m² shot + 69 PBH 4 5170.19 Gl 646 3 Reventazon 30 3.5 x 3.5 SHOT + PBH 315 m² shot + 138 PBH 3 10015.38 Gl 646 N 2 Desprendimiento 100 3.5 x 3.5 PBH + M 850 m² malla + 459 PBH 2 17476.00 Cx 641 1 Relajamiento 20 3.0 x 3.0 PSBH 75 PBH 1 1163.25 25 Gl 690 2 Desprendimiento 55 3.5 x 3.5 PBH + M 468 m² malla + 252 PBH 1 9622.08 9622.08 55 27 BP Principal 2 Desprendimiento 15 3.5 x 3.0 PBH + M 113 m² malla + 62 PBH 1 2323.28 2323.28 15 Gl 672 c/vn 666 4 Estallido 60 4.0 x 3.5 SHOT + PBH 654 m² shot + 275 PBH 1 20615.25 Gl 671 2 Desprendimiento 20 2.5 x 3.0 PSS 47 PSS 2 593.61 33 Gl antigua c/ recta principal 2 Desprendimiento 20 3.5 x 3.0 PBHS 75 PBH 1 1163.25 1163.25 20 895 218202.45 895 21208.86 3489.94 59141.22 15 17 19 87429.00 21 33824.82 30 35 245 280 165 80
  13. 13. Aplicación del Monitoreo Microsísmico en Yauliyacu La red de monitoreo microsísmico consta de 5 Paladín (caja de registros de eventos microsísmico), las cuales recepcionan la información de los sensores, trasmiten la información a la PC de recepción y almacenamiento de datos para luego enviar los mismos a la PC de procesamiento. ¿Como opera nuestro sistema?
  14. 14. ¿Qué ventajas obtenemos? Procesamiento de datos: Cada evento registrado se ve representado en un sismograma el cual al ser procesado y/o filtrado nos permitirá realizar reajustes en los parámetros de las ondas “P” y “S”. También se visualiza los parámetros y localización de los eventos.
  15. 15. DISTRIBUCION DE POISSON Mayo- Diciembre 0 5 10 15 20 25 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 Frecuencias de clase (n) ML ≥ -2.0 Nro de años La distribución de Poisson y la Campana de Gauss son herramientas que utilizamos para el control de calidad de nuestra información. La misma que fue registrada por nuestro sistema microsísmico Los criterios utilizados: o Coordenadas o Profundidad o Magnitud o Error Software SMTI (Seismic tensor inversión): Es otra herramienta que nos permite el análisis de los eventos en un nivel de detalle superior obteniendo información como la fuente del evento microsísmico. Análisis de la microsismisidad: ¿Qué ventajas obtenemos?
  16. 16. Zonificación Microsísmica: ¿Qué ventajas obtenemos? Nivel 1700
  17. 17. Zonificación Microsísmica: Nivel 2700 Nivel 3300 ¿Qué ventajas obtenemos?
  18. 18. GRADO INTENSIDAD DEL EVENTO PRESCRIPCION SONORA (auditiva) CONSECUENCIAS DEL EVENTO (en la roca) DESCRIPCION 1 Suave Crujido Relajamiento Roca rajada y agrietada por acumulacion de esfuerzos, no se aprecia movimiento alguno. 2 Moderado Sonido leve Desprendimiento Caida de rocas por gravedad en rocas relajadas, ayudadas por evento sismico moderado, se aprecia movimiento sismico local. 3 Fuerte Sonido fuerte sin movimiento Reventazon Empuje de roca con desprendimiento en forma de salto generado por movimiento sismico sentido hasta a 1 km del hipocentro. 4 Muy fuerte Sonido intenso con movimiento Estallido La roca es expulsada en forma violenta generado por movimiento sismico capaz de sentirse en mas de 1 km del hipocentro. Procedimiento en Caso de Ocurrencia • Se paralizarán las labores afectadas en caso que la intensidad del evento sea alta. • Se bloquearán los accesos de las labores afectadas. • Inspeccionar la labor después de 48 horas mínimo de producido el evento. • El Equipo de Soporte Técnico (EST) especializado conformado por las jefaturas de SAS, Geomecánica, Geología, Mina y Planeamiento, serán los únicos autorizados a realizar la inspección. • En casos muy particulares, el EST especializado definirá el momento de la inspección. • Las labores se reanudarán de acuerdo a las conclusiones del EST especializado. Interpretación Sísmica basada en: Generación del Estándar “Estallido de Roca” Herramientas de Control Generación del Estándar ““Estallido de Roca””
  19. 19. Sustento de las 48 horas de paralización: De acuerdo al análisis estadístico de la data microsísmica, y con los casos ocurrido en años anteriores, se concluyó que después de un gran evento microsísmico, ocurre dentro de las 24 horas otro evento de similar magnitud con consecuencias de estallido. Un caso resaltante fue; ocurrió un evento y se observó, relajamiento y desprendimiento de roca de varias labores. La replica del día siguiente generó otro evento evidenciando reventazón y estallido de rocas en varias labores. Herramientas de Control
  20. 20. Prescripción sonora y consecuencia de un evento sísmico (reacciones de los trabajadores) Crujido – Relajamiento de roca Sonido leve – Desprendimiento de roca Sonido fuerte – Reventazón de roca Sonido intenso – Estallido de roca
  21. 21. Control de relleno de tajos Debido a la explotación y al método de minado (sublevel stoping) se generan grandes cavidades los cuales inducen a la generación de eventos sísmicos, siendo necesario su relleno. La masa rocosa debe hacer algún trabajo sobre el relleno para compactarla, proceso este que consume alguna energía, como resultado, la energía es reducida.
  22. 22. 1.ALTA RESISTENCIA 2.ACOPLAMIENTO ADECUADO A LA ROCA 3.FACILIDAD Y CALIDAD DE LA INSTALACIÓN SOSTENIMIENTO ADECUADO El sostenimiento en un ambiente subterráneo profundo requiere, dada la complejidad de los mecanismos de falla de la roca, tener las siguientes características:
  23. 23. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca Para determinar el mejor sostenimiento en tales condiciones nos preguntamos: 1.- Donde ocurren los estallidos? En rocas altamente tensionadas y de alta resistencia a la deformación (areniscas silisificadas), con resistencia compresiva mayor de 100 Mpa.
  24. 24. 2.- Por que falla el sostenimiento? Porque no es el adecuado y/o esta mal instalado. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca
  25. 25. 3.- Que sostenimiento es el adecuado? Pernos de gran resistencia + malla gallinero de 2” Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca
  26. 26. 4.- Contamos con pernos de gran resistencia? El perno “Gusano” actúa inicialmente como un perno estático y posteriormente cuando se presente el evento sísmico se comporta como un perno dinámico. Tiene una resistencia mayor a 32 Tn. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca
  27. 27. Sostenimiento en zonas de rocas duras y frágiles afectados por altos esfuerzos de roca 5.- Que debemos hacer? Sostener en forma preventiva, eliminando bloques sueltos y relajados, rellenando en lo posible las aberturas dejadas por la explotación que induce directamente a la generación de estallidos.
  28. 28. Sostenimiento en zonas de rocas dúctil, suave y de calidad pobre Esta se da en labores de la sección VI. El sostenimiento adecuado para estas labores es mediante el shotcret Vía Húmeda. Las ventajas en comparación con la Vía Seca es ampliamente conocida, los problemas mayores serán el diseño y transporte hacia las labores profundas.
  29. 29. TENDENCIAS EN LA MINERIA SUBTERRANEA: 1.Las minas son cada vez mas profundas. 2.La producción es cada vez mas mecanizada. 3.Las exigencias medio ambientales y de salud al personal minero son cada vez mas estrictas. PROBLEMÁTICA DE LA VENTILACIÓN Además del sostenimiento, la ventilación y refrigeración son también importantes desafíos en la minería profunda. Sin innovaciones y nuevos desarrollos, el costo potencial de la ventilación en minas profundas puede hacer que algunos de ellos sean no viables.
  30. 30. Objetivo: garantizar la continuidad operativa de la mina a largo plazo. Como: modificando e implementando el diseño del sistema de ventilación hacia la profundización, con técnicas de ingeniería de ventilación (software). Tareas: reducir el aire viciado, calcular las pérdidas de flujo, determinar la caída de presión, diseñar el tipo de ventilador a usar, incrementar más puntos de extracción de aire viciado, cubrir la demanda de aire en las etapas de desarrollo, preparación y explotación. Resultados: brindar un ambiente seguro, saludable y confortable cumpliendo la normatividad legal. Sistema de Control Automatizado LA VENTILACIÓN EN YAULIYACU
  31. 31. 1.La sostenibilidad de la industria minera dependerá de las innovaciones y nuevas estrategias que se apliquen para la minería profunda.. 2.Los eventos microsísmico son propios de la actividad minera, no son separables y se deben incorporar a los sistemas de producción. 3.El monitoreo microsísmico permite la localización de eventos sísmicos y el cálculo de su magnitud con otros parámetros hacen posible delimitar las zonas de acumulación de daño. Los datos recogidos se usan para el cálculo de riesgo y para optimizar el funcionamiento de la infraestructura investigada. 4. El sostenimiento en un ambiente subterráneo profundo requerirá tener las siguientes características: alta Resistencia, acoplamiento adecuado a la roca y facilidad con calidad de la instalación. 5 La complejidad del minado profundo requiere de nuevas Normativas y Legislaciones que deben ser implementadas por nuestras autoridades mineras (MEM) dado los parámetros operacionales que conllevan a un mayor riesgos hacia las personas, procesos y equipos. En tal sentido, hacemos un llamado a nuestras entidades competentes para asentar las bases de estas nuevas Normativas. CONCLUSIONES
  32. 32. GRACIAS

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