按照自然資源行業標準制定程序要求和計劃安排,自然資源部組織有關單位制修訂了《智能礦山建設規范》推薦性行業標準。現已通過全國海洋標準化技術委員會審查,擬公示后報部審定發布實施,現予公示,公示時間為5個工作日。以下為公示的部分內容:
本文件確立了智能礦山建設的一般原則,規定了在地質與測量、礦產資源儲量、礦產資源開發、選礦、資源節約與綜合利用、生態環境保護、協同管控方面實現智能化的基本要求。
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GB/T 25283-2010礦產資源綜合勘查評價規范
GB/T 36323 信息安全技術工業控制系統安全管理基本要求
YB/T 4698 黑色冶金露天礦工程用車智能調度系統技術規范
由現代通信與信息技術、計算機技術、自動控制技術、礦業先進技術等整合而成,針對某一方面應用的可執行系統。其具有感知、分析、推理、判斷能力,可以代替人工自主性地完成某一方面的工作。
對礦山地質與測量、礦產資源儲量、采礦、選礦、資源節約與綜合利用、生態環境保護等生產經營各要素實現數字化、自動化和協同化管控,并且其運行系統具備感知、分析、推理、判斷及決策能力的現代化礦山。
將礦山從勘探、建設、生產到閉坑全生命周期和全過程的信息進行數字化表述產生的海量、多變、異構數據,通過IT技術和軟硬件工具將其匯集到一起,形成的數據資源,經過數據挖掘和深度加工,將有用數據用于礦山的生產管理和決策。
根據地質、測量、采礦等數據和信息,在綜合分析、研究、解譯的基礎上,利用計算機圖形學、統計學等技術再現礦床地質(環境)空間特征,包括對巖性、構造、變質、蝕變、礦體、礦物等的分布、插值及相互關系的綜合反映,其三維可視化成果可隨原始數據、信息或工作需求而動態調整。
礦產資源儲量動態管理reserve dynamic management
針對地質勘查和開采過程中發生的礦產資源儲量的變化而持續開展的數據審查、核實與動態更新等工作。
集成監控平臺lntegrated monitoring platform
將多個監測、監督、控制子系統集中統一管理,提供透明、一致的信息訪問和交互手段,實現數據、信息的綜合顯示和綜合分析,實現各子系統的集成、聯動與協同管理的軟件系統。
4.1 智能礦山建設以實現礦產資源“安全、綠色、高效”開發利用為核心目標。
4.2 智能礦山應包括地質與測量、礦產資源儲量、采礦、選礦、資源節約與綜合利用、生態環境保護、生產經營管理等內容。
4.3 智能礦山應充分體現大數據、工業互聯網、人工智能等新技術與礦業交叉融合的行業特點,充分滿足數字化、智能化技術和裝備不斷深入應用于生產和管理過程的條件。
4.4 智能礦山應建立廣泛分布、高度易用的決策支持體系。
4.5智能礦山應有健全的智能化應用技術規范與標準體系,應有專業化人才隊伍,保障智能礦山持續運行。
4.6 根據智能化技術和產品在礦山企業中的應用深度及廣度,按照單項應用、集成協同應用、整體應用將智能礦山分為三個智能等級(見附錄A)。
4.7 智能礦山建設應遵循因地制宜、統籌規劃原則,礦山企業可根據自身實際情況選擇合適的智能等級制訂建設方案。
5.1.1應利用專業化軟件實現地質建模,用于管理礦床、水文、工程、環境等地質數據。地質模型應具有標準數據交換格式,滿足礦山智能化管控使用要求。
5.1.2應利用數字化工程測量和空區測量技術實現三維工程驗收,并實現多維工程制圖等業務功能。
5.1.3應建立地質、測量資料及數據的信息化綜合管理系統。并通過流程和權限管理,安全、快捷共享地質和測量數據,實現技術、計劃與生產過程一體化動態管理。
5.2.1應將勘査報告、核實報告、生產勘探報告、年度檢測報告及礦山儲量報告等地質資料及其附件圖表按一定的格式實現數字化和矢量化轉換和存儲。
5.2.2數字化地質資料應實現多部門、多平臺、多終端的異地實時更新、審閱、維護、發布和應用,資料的更新、添加、查閱等操作都應具有可追蹤的記錄。
5.3.1生產探礦、工程地質、水文地質等地質數據應實現數字化采集和傳輸。
5.3.2各類地質數據應建立相應的數據庫實現持久化存儲,應采用專業軟件實現數字化管理。
5.4.1礦山測量數據采集和傳輸應采用現代數字化測量設備或遙感技術,宜采用無人機、測量機器人、自動駕駛車等遙控技術,提高測量工作效率。
5.4.2測量工作應實現數字化管理,建立測量數據采集、存儲、處理、統計以及圖形化展現等數據管理系統,系統應具有行業通用格式的數據輸入、輸出接口。
5.4.3礦區地形、地面建筑、生產掘進工程、采空區、探礦工程、地質體等測量成果應實現三維可視化管理,測量數據應與生產管理系統、礦產資源儲量動態管理系統實現數據互聯互通。
6.1.1礦產資源儲量管理應實現信息化、動態化、三維可視化和智能化。
6.1.2應建立數字化地質模型,依據固體礦產資源儲量分類(GB/T 17766),實現礦產資源儲量估算及動態更新。
6.1.3相關系統應具備數據交換接口,為相關管理部門同步提供礦產資源儲量動態數據。
6.2.1根據地質、測量、采礦、選礦等數據和信息,結合礦山生產實際需要,對礦體、圍巖、構造、組分等與礦產資源儲量估算、礦山設計、采選直接相關的地質對象,建立綜合三維數字化地質模型,直觀反映它們的分布、形態、產狀、品位(品質)等特征。
6.2.2宜利用智能化算法輔助實現資源邊界的圈定,利用地質模型和估算軟件開展礦產資源儲量估算。
6.2.3礦產資源儲量應根據地質、測量、采礦工作中獲取的最新數據或科學技術、市場條件、政策法規等的變化而及時更新。
6.3.1礦山儲量數據應與生產經營數據實現集成和同步,根據生產經營數據及時更新資源量和儲量,及時掌握和分析資源儲量的利用狀況,及時更新各種地質、采礦圖件與管理臺賬。編報礦山儲量報表,包括查明總量、保有量、動用量、采出量、損失量等的自動統計,并提供相關數據的聯動輸出。
6.3.2建立礦山儲量動態更新機制,可以按時間回溯資源量和儲量動態變化情況及其對應的生產技術參數、成本、產品價格等數據,實現動態跟蹤管理。
6.3.3基于三維數字化地質模型和礦山資源儲量動態管理成果,及時掌握礦產資源儲量的數量、質量、結構和空間分布,實現礦產資源儲量全過程管理數字化和智能化。
7.1.1采掘設計與計劃應實現數字化和三維可視化管理。
7.1.2礦山主要設備宜優先選用智能化程度高的裝備,應具備網絡連接功能,實現設備定位、狀態和作業數據的在線采集,應接入集成監控平臺,宜實現統一調度指揮或遠程可視化控制。宜采用三維虛擬電子柵欄實現采礦作業范圍規范、可控。
7.1.3采礦運輸系統應與礦石質量檢測系統實現數據綜合集成,建立礦石跟蹤和配礦控制體系,并實現出礦品位(煤質)的在線評估。
7.1.4煤礦宜選用無人駕駛設備或遠程遙控設備,減少生產現場人員數量。
7.2.1.1鑿巖機、鉆機等穿孔設備應實現自動定位、動態跟蹤和在線故障診斷,宜實現基于爆破設計定位數據的設備導航和遠程遙控操作。
7.2.1.2鏟裝作業設備應實現自動定位、動態跟蹤和在線故障診斷,宜實現遠程遙控操作和工作狀態數據自動采集,并通過生產調度管理平臺與運輸系統協同作業。
7.2.1.3破碎作業設備應實現自動化控制,卸礦指揮信號燈應實現自動轉換,破碎進料倉口破碎錘應實現遙控操作,破碎工藝降塵應實現與破碎作業聯動控制。
7.2.2.1運輸車輛宜選用具備遠程遙控或自動駕駛功能的設備,其智能管理和調度應符合YB/T 4698規定。
7.2.2.2大型運輸車輛宜具備行車防撞與預警、司機疲勞預警與盲區監控等功能。
7.2.2.3鐵路運輸應實現自動調度、遠程監控和安全預警,宜實現機車自動駕駛。
7.2.2.4膠帶運輸系統應實現自動啟停控制、安全智能保護、生產過程智能聯動和無人值守,沿線巡檢宜采用巡檢機器人作業。
7.3.1.1礦山掘進各工序宜選用自動化、智能化設備,工作面應減少用人數量,推進自動化作業。
7.3.1.2炮掘工作面應實現鑿巖臺車、裝藥臺車、鏟運機、裝巖機、錨桿臺車等主要設備的位置定位、設備工況和作業數據的實時采集和遠程監控。宜實現設備遙控操作和車輛遙控駕駛。
7.3.1.3綜(機)掘工作面應實現掘進機、錨桿機、轉載機、膠帶輸送機等主要設備的遠程監測監控。掘進機應具有遙控、定位切割功能,聯動設備應具備故障聯鎖停車功能和自動化集中控制功能。
7.3.2.1采用鑿巖爆破法落礦的工作面應實現鑿巖臺車、鉆機、裝藥臺車、鏟運機等設備的位置定位、設備工況和作業數據的實時采集和遠程監控。宜實現設備遙控操作和車輛遙控駕駛。
7.3.2.2采用機械回采的工作面應實現回采設備就地和遠程自動化集中控制,實現設備一鍵啟停和生產數據自動采集。工作面應配備視頻系統、自動巡檢機器人等設備實現遠程可視化。
7.3.2.3采煤工作面中,采煤機、液壓支架、刮板輸送機、乳化液泵等裝備應滿足GB/T 51272規定。
7.3.3.1礦井提升系統應實現自動化控制,提升生產數據應實現在線自動采集。多套提升系統宜采用由監控中心進行遠程集中監控的模式。
7.3.3.2井下破碎站應實現井下智能運行、地表遠程監控,宜實現破碎系統與提升系統的聯鎖控制。
7.3.3.3溜井放礦應實現遠程遙控放礦或者自動放礦,實現遠程集中控制與操作,并具備溜井料位監測功能,具備與運輸系統實現安全聯鎖控制功能。
7.3.3.4無軌運輸車輛應通過無線網絡實現智能化派車、車輛位置實時監控和生產自動計量。斜坡道應按照通行規則實現交通信號自動控制。
7.3.3.5有軌運輸車輛應實現自動調度和自動駕駛,駕駛系統應具備自主運行、自主避障和在線故障診斷功能。
7.3.3.6帶式輸送機應實現自動啟停控制、安全智能保護、生產過程智能聯動和無人值守,沿線巡檢宜采用巡檢機器人作業。
7.3.3.7斜巷運輸、架空乘人運輸等應接入集成監控平臺,實現遠程控制。
7.3.3.8大型礦山宜實現鏟運機、地下礦用汽車在裝載、運輸和卸載過程中自動駕駛。車輛宜具備巷道空間自動檢測、防撞、障礙物自動識別和預警功能,宜具備自主行駛、定點卸載和故障自診斷功能。
7.4.1礦區通信聯絡應實現無線網絡全覆蓋,支持視頻、語音、定位、監測、控制等綜合應用,宜采用新型高速無線通信網絡。地質條件復雜、災害因素較多的礦井宜配置應急通信或救災通信系統,并與礦區無線通信系統互聯互通。
7.4.2采礦生產輔助車輛應實現智能派車調度和在線監控管理,車輛宜選用具備遠程遙控或自動駕駛功能的設備。
7.4.3供電、通風、壓風、排水、供氣、供水、注漿、井下充填、除塵、制冷、裝車、注氮、污水處理、計量等生產輔助系統應實現遠程集中控制和現場無人值守,并實現數據自動采集,高耗電設備應實現智能化節能控制。其中通風應實現按需供風,用電應實現智能化監測,排水應實現水情在線監測和水泵自動輪換控制。
7.4.4井下人機定位系統應與井口門禁系統集成,準確統計下井人數,人機定位宜連續化,定位精度和響應速度宜滿足自動駕駛系統的需要。
8.1.1選礦生產應采用工藝模型、數據分析、專家決策、機器學習等技術在線或離線歸納總結工藝規律,形成控制策略,實現選礦生產全流程自適應、自決策的智能控制。
8.1.2選礦廠應根據智能化程度,設置適宜的崗位和人員數量。
8.1.3入選原料應具備配礦措施并實現配礦優化控制,穩定原礦品位和性質(煤質)。
8.1.4選礦廠應建立回收組分平衡分析系統,實現回收組分平衡的動態管理,具備在線監測和流程診斷功能,實現預報預警,提高資源利用率。
8.2.1.1破碎給礦系統、破碎機、碎礦膠帶運輸系統等應實現自動化集中控制和設備能效的智能化控制,并具備設備自主保護功能,推進生產現場無人值守。
8.2.1.2具有破碎粒徑自動調節的破碎機可采用計算機視覺識別技術在線檢測破碎粒度,實時調節破碎機排礦口大小,保證破碎產品粒度合格,減少能耗。
8.2.2.1篩分系統應與破碎系統、礦流輸送等相關工藝流程設備實現自動化聯鎖控制。
8.2.2.2多級篩分工藝應在線檢測各級篩分效率,用于工藝大數據分析和智能決策。
在破碎篩分工序應實現原礦品位或成分(煤質)的在線檢測,檢測數據用于指導采礦配礦和選礦工藝控制。
8.3.1磨礦作業應利用礦漿濃度、粒度檢測儀表實現給礦、給水等智能控制,提高磨礦效率,多級磨礦應實現工序能力自適應平衡控制。
8.3.2自磨機和半自磨機給礦應利用礦石尺寸檢測儀表實現配礦,合理利用原礦大小塊配比,優化作業條件。
8.3.3分級作業應實現設備啟停、供礦、給水等智能控制,自動判別其工作狀態。并通過智能化調節提高分級效率,保持分級設備穩定、連續工作。
8.3.4磨礦分級工序應實現多設備的綜合監控、聯鎖控制和流程穩定性控制,并通過磨機、分級設備等關鍵工藝設備的智能控制,實現產品粒度實時優化調整。
8.3.5磨礦分級工序應實現礦漿品位在線檢測,結合磨礦分級生產過程參數智能分析礦石性質,為采礦和選礦智能控制提供信息。
8.3.6磨礦分級工序的介質儲存及添加應采用自動添加系統,對介質添加量及添加種類進行自動統計,宜實現介質添加智能調節。
8.4.1.1選別工序應實現智能化控制,控制系統應根據工藝狀態和原料特性自主選定控制策略、自動調節選別工藝控制參數,提高選別效率和回收率,降低工序消耗。
8.4.1.2工藝流程中的各工藝段成品礦及尾礦(矸石)應實現計量和品位(煤質)在線監測,為智能控制參數優化提供數據支持。
8.4.1.3藥劑制備應實現自動化控制,并與選別生產工序自動化聯動,滿足選別工序對藥劑的供給要求。藥劑的儲存和添加應實現精確計量和智能添加,有毒、有害藥劑應實現泄漏分析和預警。
8.4.1.4循環藥劑或介質應實現循環平衡在線監控和分析,并實現自動平衡控制。
8.4.1.5宜利用視覺識別技術實現重選礦物分界面、浮選泡沫等視頻圖像分析,實現選別過程智能化監測。
8.4.2.1礦產品水洗、干燥、整形、級配、粉碎、膨化等加工過程應實現生產過程自動化控制。
8.4.2.2宜利用計算機視覺識別技術在線監測粒型、級配等工藝參數,實現精細化控制。
8.5.1精礦脫水、干燥、篩分、成型等處理過程應實現生產過程自動化控制。精礦產量(煤量)、品位(煤質)及有害雜質含量應利用在線儀表實現自動檢測,為管控精礦產率和質量提供依據。
8.5.2精礦庫應建立自動化庫存管理系統,根據出入庫計量系統自動更新庫存,對出入庫精礦量(煤量)和精礦品位(煤質)、含水率實現信息化管理。
8.5.3精礦打包入庫的企業應利用自動識別技術對產品包裝進行自動識別和管理。對于精礦出庫具有配礦需求的企業應配備配礦方案優化計算軟件并實現配礦過程優化控制。
8.6.1選礦廠應建立供電計量、供熱計量監控系統以及生產新水、生產回水等供水計量監控系統,并接入集成監控平臺。
8.6.2關鍵設備應實現在線智能化監測,自動采集設備健康狀態數據,實現異常預警和故障類型識別。
8.6.3膠帶運輸系統應與選礦自動化系統實現集成控制,系統應安裝安全智能保護裝置,超過60米皮帶沿線巡檢宜采用巡檢機器人作業。
8.6.4原礦倉、粉礦倉、料場等貯礦設施應實現物位、體積或質量的在線測量。
9.1.1應建立資源節約與綜合利用信息化、智能化管理系統,提高共伴生礦產資源與廢棄物資源化的
9.1.2資源綜合利用加工流程應與生產加工主流程實現集成,通過自動化綜合控制、信息化統一管理、智能化科學匹配降低綜合利用成本。
9.2.1應建立數據統計、跟蹤系統,實時提供企業資源節約與綜合利用指標。
9.2.2應建立共伴生礦產資源及廢棄物利用和管理數據庫,提供產率、利用率等數據統計和分析功能,評估回收利用結果。
9.2.3宜將智能決策分析、智能控制技術應用于資源可用價值評估過程,建立智能化分析和評價系統,從價值鏈、供應鏈和產業鏈分析評價共伴生礦產資源及廢棄物再利用價值,促進礦產資源的節約與綜合利用。
9.3.1應建立共伴生礦產資源回收、利用監控系統,實現共伴生礦產資源開采、存放、加工和利用過程的在線管理。
9.3.2按GB/T 25283-2010中5.4規定,對共伴生礦可利用性進行動態、信息化管理,優化礦產資源回收利用方案和資源開發戰略。
9.4.1企業應將廢水、廢氣、尾礦、廢石等廢棄物排放控制與生產過程控制系統相結合,通過生產控制策略減少廢棄物排放。
9.4.2廢棄物應實現在線監測和信息化管理,在線跟蹤其存放、回收和利用過程。
10.1.1環境監測應建立信息化管理平臺,集中管理環境在線監測數據與檢化驗數據,并提供數據動態分析與預警功能
10.1.2應按照預防為主、生產與治理并重原則,實現集中一體化在線監控和管理。
10.1.3恢復治理應通過數字化管理實現可衡量、可追溯,通過地理信息系統實現圖形化展現與空間管理。
10.2.1應利用視頻監控系統實現礦石堆場作業人員、設備、作業環境和作業過程的實時監控。
10.2.2應實現礦石出入堆場以及堆存量的數字化、三維可視化管理,建立礦石堆場模型,動態監控礦石堆場運行狀態。
10.2.3礦石堆場灑水抑塵宜實現自動化控制和視頻監控。
10.2.4采用堆取料機的預均化堆場宜實現堆取料機自動行走和膠帶運輸的無人值守控制,膠帶運輸系統與堆取料機、破碎系統應實現聯鎖控制。
10.3.1應對廢石產生量、堆存地點、堆存量等進行數字化管理。
10.3.2宜建立排土場生產運行、水土保持、復墾綠化一體化管理平臺,并利用地理信息系統技術展示環保計劃和措施落實情況,模擬顯示復墾綠化進度及效果。
10.3.3應針對煤礦矸石堆場的特點對其進行煙霧、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、內部及表面溫度等進行實時在線監測和預警。
10.4.1應建立以定點監控圖像數據與監測數據為核心的生態數據庫,管理生態修復數據。
10.4.2宜建立分區生態環境治理地理信息系統平臺,展現生態環境恢復治理工作成效,實現歷史追溯。
11.1.1基于數據集成、流轉、查詢、統計、分析、預測等數字應用技術,對礦山生產和工藝實現全域、全要素、全過程的信息化管控。
11.1.2利用在線數據集成和信息融合技術實現生產集中管控和在線智能分析,利用礦山大數據和智能決策技術實現經營管理協同化和智能化。
11.2.1應綜合規劃建設辦公網、監控網、控制網、工業物聯網以及其他高速工業網絡,支持數據采集、信息管理、視頻監控、安全監測等信息化應用,保障數據安全可靠傳輸。
11.2.2應建立與礦山規模及智能化水平相適應的安全、開放、數據易于獲取與高效處理的企業數據中心,為智能礦山應用提供基礎環境支持。數據中心建設標準不低于GB 50174中C級標準。
11.2.3應建設調度控制中心,提供網絡、視頻、通信、監測、控制、遠程操作、大屏幕展示等基礎設施,為信息集中展現、設備集中操控、生產統一指揮提供環境及硬件支持。宜將自動化系統、集中監控平臺、自動駕駛系統的操作終端在調度控制中心進行集中部署。
11.3.1應實現生產運營基礎數據的在線、自動采集,采集范圍應包括環境、資源、生產、設備、能源、質量、安全、運營管理等領域。數據應具備編碼、時間、空間、關聯、隸屬等統一規范,便于數據共享與信息融合。
11.3.2應統一建立數據服務系統,支持實時數據、關系數據以及非結構化數據的集中存儲、管理和存取服務,并實現容災備份功能。
11.4.1應建設集成監控平臺,實現采礦和選礦生產過程信息在調度控制中心的集中管理、集中監控。實現采礦和選礦核心設備運行狀態、故障維修、供電及供水、環境和安全等生產輔助信息的全面、實時監控。集成監控平臺應具備數據在線智能分析和實時預警功能,可以自動定位和發現異常,可以實現應急聯動處置。
11.4.2應建設采礦、選礦調度指揮系統,統一調度、指揮、監控人員及設備,并根據應用需要配置計劃和調度優化功能,實現高效生產和協同作業。
11.4.3應建設礦山采礦、選礦生產執行管理系統,實現生產、設備、質量、技術、安全等生產相關過程的信息化綜合管理,實現礦山大數據在線采集、自動統計、圖形化展現和實時分析。
11.4.4應建設礦山經營管理系統,實現供應鏈、財務、人力資源等企業經營方面的協同管理,系統應具有數據統計分析、綜合查詢、異常預警功能。
11.4.5宜建立遠程服務支持平臺,為采礦、選礦、設備等專家遠程會診、業務指導以及遠程監控提供支持。
11.4.6集成監控平臺、調度指揮系統、生產執行系統、經營管理系統及其他相關信息化系統在數據錄入、修改、查詢、導出、統計、分析及預警等功能方面宜建立統一操作標準和展現標準,應利用企業數據中心和數據服務系統實現數據和功能融合。
11.5.1決策分析系統應具有高度開放性、兼容性、擴展性,并具有大數據綜合集成能力,實現與生產調度、管理系統嵌入式集成和融合。
11.5.2系統應具有大數據統計和分析功能,可用于礦產資源、生產、設備、質量、能源、安全、環境保護、節能減排、財務、物資、人力等生產經營數據的統計分析。
11.5.3系統應具有數據建模、機器學習、數據挖掘分析、決策判斷等智能化功能。可用于計劃優化、采礦和選礦生產決策、生產工藝調控、設備運維、安全風險預警、經營管理等方面,為礦山生產經營活動提供智能分析和決策支持。
11.5.4宜利用技術經濟評價模型優化生產方式、產品技術條件及工藝標準,優化原材料和備件選擇方案,優化投資方向和產品結構等。
11.6.1系統應具備發布環境監測數據、調度指令、資源管理數據、生產及安全數據、經營指標信息、通報通知、學習知識、預警和應急導引信息等功能,應具備信息發布流程審批功能。
11.6.2系統應支持數據、文字、報表、圖形、聲音、多媒體視頻等多種信息形式,并滿足上級管理部門對特定報表格式的要求。
11.6.3系統應與智能礦山管控系統實現信息集成,從管控系統自動提取信息,實現管控信息的在線發布。
11.6.4信息發布系統應能支持數據接口、電子化文件、生產看板、室內外公共信息顯示屏、廣播、聲光報警器、手機等各類信息類型。
11.6.5分布在生產場所、休息場所、調度中心等不同地點的信息顯示終端應與信息發布系統實現網絡在線連接,在線更新發布信息。可根據時間、人機定位和身份識別等信息對不同的發布內容進行智能化播放。
11.7.1網絡系統應滿足GB/T 22239相應等級保護技術要求。
11.7.2智能化系統信息安全應滿足GB/T 36323中第一級安全等級的要求。
11.7.3智能化系統應充分預見各類特殊情況下的安全隱患,制定相應的對策和設置自主安全保護功能,并具備人工隨時干預或者停止其運行的機制和能力。
11.7.4涉及到操作和控制的智能化系統,其自主學習功能應設置安全性控制規則,防止產生不可預見的安全問題及可靠性問題。
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