औद्योगिक विस्फोटक और चट्टान विस्फोट: भूमिगत रूप से वास्तव में क्या काम करता है, इसके लिए एक फील्ड गाइड
अगर आप खनन या सिविल उत्खनन में लंबे समय तक काम करते हैं, तो आपको पता चलता है कि विस्फोट करना एक कौशल नहीं, बल्कि तीन कौशलों का समूह है। इसमें रसायन विज्ञान शामिल है: यह जानना कि गड्ढे में क्या डाला जाता है और क्यों। इसमें ज्यामिति शामिल है: गड्ढे कहाँ, किस क्रम में और किस कोण पर बनाए जाते हैं। और इसमें निर्णय लेने की क्षमता शामिल है: यह जानना कि कब पाठ्यपुस्तक में दिया गया उत्तर उस ज़मीन के लिए गलत है जिस पर आप काम कर रहे हैं।
इस गाइड में पहले दो बिंदुओं को शामिल किया गया है। तीसरा बिंदु आपको कठिन परिश्रम से ही प्राप्त करना होगा।
विस्फोटक सामग्री की रसोई: क्या उपलब्ध है और इसका उपयोग कब करें
औद्योगिक विस्फोटकों को तीन व्यापक श्रेणियों में बांटा गया है, यह इस बात पर आधारित है कि आप कानूनी रूप से उनका उपयोग कहां कर सकते हैं, और इन श्रेणियों को समझने से आपको उस तरह की कागजी गलती से बचने में मदद मिलेगी जिससे किसी साइट को बंद करना पड़ सकता है।
श्रेणी एक — किसी भी प्रकार की जमीन और किसी भी प्रकार के काम के लिए उपयुक्त विस्फोटक। ये सुरक्षा विस्फोटक हैं, जिन्हें कभी-कभी अनुमत विस्फोटक या कोयला खदान विस्फोटक भी कहा जाता है। इन्हें इस तरह तैयार किया जाता है कि आग की लौ का तापमान और अवधि कम से कम हो, जिसका अर्थ है कि इनका उपयोग भूमिगत कोयला खदानों में किया जा सकता है जहाँ मीथेन और कोयले की धूल के कारण हर चिंगारी एक संभावित आपदा का कारण बन सकती है। यदि आप गैस के जोखिम वाले किसी भी स्थान पर विस्फोट कर रहे हैं, तो आप केवल इसी श्रेणी के विस्फोटकों का उपयोग कर सकते हैं।
श्रेणी दो — सामान्य प्रयोजन के इंजीनियरिंग विस्फोटक। सुरंग निर्माण, पत्थर उत्खनन और सतही निर्माण के लिए यह ठीक है, बशर्ते वहां ज्वलनशील गैस या धूल का कोई खतरा न हो। कोयले की खदानों में भूमिगत निर्माण के लिए यह वैध नहीं है।
श्रेणी तीन — केवल सतही। खुली खदानें, पत्थर की खदानें, सड़क के किनारे बने गड्ढे। ये उच्च ऊर्जा और उच्च चमक वाले पदार्थ हैं जो भूमिगत बंद वातावरण में बेहद असुरक्षित होंगे। इनका उपयोग वहाँ करें जहाँ खुला आकाश ही आपका वेंटिलेशन सिस्टम हो।
रासायनिक संरचना के हिसाब से, इस उद्योग में सबसे ज़्यादा इस्तेमाल होने वाले विस्फोटक अमोनियम नाइट्रेट आधारित विस्फोटक (ANFO) और इसके प्रकार हैं। ये सस्ते होते हैं, इन्हें मौके पर ही आसानी से मिलाया जा सकता है और सौ साल पहले के नाइट्रोग्लिसरीन आधारित डायनामाइट की तुलना में इन्हें संभालना सुरक्षित होता है। लेकिन इसकी एक कमी है: ये पानी के प्रति बिल्कुल भी प्रतिरोधी नहीं होते। अगर ANFO को गीले बोरवेल में डाल दिया जाए, तो समझिए आपने बहुत महंगा कीचड़ बना दिया। गीली परिस्थितियों के लिए, वाटर जेल विस्फोटक या इमल्शन का इस्तेमाल किया जाता है, जो घंटों तक भूजल में रह सकते हैं और फिर भी भरोसेमंद तरीके से विस्फोट कर सकते हैं।
इमल्शन विस्फोटक इनका विशेष उल्लेख इसलिए आवश्यक है क्योंकि ये चुपचाप अधिकांश गंभीर विस्फोट कार्यों के लिए मानक बन गए हैं। उच्च विस्फोट वेग, उत्कृष्ट जल प्रतिरोध - वास्तव में जल जैल से भी बेहतर - और इन्हें मशीनीकृत लोडिंग सिस्टम के साथ सीधे बोरहोल में पंप किया जा सकता है। कारतूसों को मैन्युअल रूप से संभालने की आवश्यकता नहीं, खदान के पास कम लोग, और लोडिंग चक्र छोटा। भूमिगत कठोर चट्टान खनन में, जहाँ हर मिनट का डाउनटाइम वास्तविक वित्तीय नुकसान का कारण बनता है, यह संयोजन महत्वपूर्ण है।
कोयला खदान विस्फोटक नियमावली
कोयला खदानों में विस्फोटकों के लिए एक अलग सुरक्षा वर्गीकरण प्रणाली होती है, और इसे पढ़ना अनिवार्य है। नियम सीधा है: गैस का खतरा जितना अधिक होगा, सुरक्षा वर्ग उतना ही ऊंचा होगा। इसमें पांच स्तर हैं, जिन्हें एक से पांच तक क्रमांकित किया गया है।
कम गैस वाली खदानें जो चट्टानों (कोयले नहीं) से होकर गुजरती हैं, उनमें क्लास 2 विस्फोटकों से काम चल सकता है। लेकिन जब आप कम गैस वाली खदान में कोयला काट रहे हों या मिश्रित कोयला-चट्टान वाली खदान में काम कर रहे हों, तो कम से कम क्लास 3 विस्फोटकों की आवश्यकता होती है। अधिक गैस वाली खदानों के लिए क्लास 4 विस्फोटक आवश्यक हैं। और जिन खदानों में गैस विस्फोटों का इतिहास रहा हो — जैसे कि बिना किसी चेतावनी के दबाव में मीथेन का विस्फोट — उनके लिए क्लास 5 विस्फोटक आवश्यक हैं, जो उपलब्ध सबसे सुरक्षित प्रकार हैं।
एक अटल नियम जिसे याद रखना आवश्यक है: कोयला खदान में इस्तेमाल होने वाले हर शॉट में एक ही प्रकार और एक ही सुरक्षा श्रेणी के विस्फोटक का प्रयोग होना चाहिए। कोई मिश्रण नहीं। यह सोचना भी नहीं चलेगा कि "हमारे पास श्रेणी 4 के विस्फोटक खत्म हो गए हैं, इसलिए हम राउंड पूरा करने के लिए श्रेणी 3 के कुछ कारतूसों का उपयोग कर लेंगे।" इस तरह की सोच जानलेवा होती है।
डेटोनेटर: वह ट्रिगर जिसने सब कुछ बदल दिया
अगर आप एक दशक से ज़्यादा समय से आतिशबाजी के क्षेत्र में हैं, तो आपको आतिशबाजी में लगने वाले विलंबित विस्फोटकों से इलेक्ट्रॉनिक विस्फोटकों की ओर बदलाव याद होगा। यह बदलाव आसान नहीं था – पुराने अनुभवी लोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर भरोसा नहीं करते थे, और शुरुआती प्रणालियों में भूमिगत सिग्नल संचरण में कुछ शुरुआती समस्याएं थीं। लेकिन उद्योग ने बड़े पैमाने पर यह बदलाव अपना लिया है, और इसके पीछे ठोस कारण हैं।
इलेक्ट्रॉनिक डेटोनेटर आपको ऐसी सटीक टाइमिंग देते हैं जो पायरोटेक्निक डिले से संभव नहीं है। पायरोटेक्निक डिले में एक ही निर्धारित डिले नंबर के भीतर भी कई मिलीसेकंड का स्वाभाविक विचलन होता है। इलेक्ट्रॉनिक डेटोनेटर हर बार अपने निर्धारित समय के एक मिलीसेकंड के अंश के भीतर ही विस्फोट करते हैं। ऐसे विस्फोट डिज़ाइनों के लिए जो सटीक अनुक्रम पर निर्भर करते हैं - जैसे सुरंगों के किनारों पर सुचारू विस्फोट, संवेदनशील संरचनाओं के पास कंपन नियंत्रण - यह सटीकता सीधे बेहतर परिणामों में तब्दील हो जाती है।
एक और फ़ायदा जिसके बारे में ज़्यादा बात नहीं होती: पता लगाने की क्षमता। हर इलेक्ट्रॉनिक डेटोनेटर की एक यूनिक आईडी होती है जो प्रोग्रामिंग के समय रिकॉर्ड हो जाती है। अगर कुछ गड़बड़ हो जाए — जैसे मिसफायर, कट-ऑफ, या अप्रत्याशित वाइब्रेशन रीडिंग — तो आप पता लगा सकते हैं कि कौन सा डेटोनेटर सीक्वेंस में कहाँ था और क्या हुआ था। जबकि पायरोटेक्निक कैप्स के मामले में, आपको सिर्फ़ अंदाज़ा लगाना पड़ता है।
भूमिगत कोयले के लिए एक सख्त नियम: कोयला खदान में इस्तेमाल होने वाले इलेक्ट्रॉनिक डेटोनेटर के लिए कुल फायरिंग डिले 130 मिलीसेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। यही आग लगने और सुरक्षित बाहर निकलने का समय है। इससे अधिक होने पर मीथेन-वायु मिश्रण में आग लगने का खतरा तेजी से बढ़ जाता है।
छेद कहाँ बनाएँ: भूमिगत ड्राइववे में ब्लास्ट ज्योमेट्री
टनल या ड्रिफ्ट राउंड में तीन तरह के छेद होते हैं, और हर एक का अपना अलग काम होता है। अगर संतुलन बिगड़ जाए, तो या तो एक उबड़-खाबड़, अत्यधिक टूटी हुई प्रोफाइल बन जाएगी या फिर एक तंग सतह बन जाएगी जिसे साफ करने में दोगुना समय लगेगा।
छेद काटें पहले अंदर जाएं। उनका काम एक खाली सतह बनाना है - एक ऐसा खाली स्थान जिसकी ओर बाकी का गोला टूट सके। कम गहराई वाले छोटे सेक्शन ड्राइव में, जहां छेद की गहराई कम होती है, तिरछे कट ठीक काम करते हैं और उन्हें सेट करना आसान होता है। गहरे गोलों और बड़े सेक्शन के लिए, बिना चार्ज किए रिलीफ होल वाले सीधे कट मानक हैं - ये मशीनीकृत जंबो मशीनों से तेजी से ड्रिल करते हैं और प्रति राउंड बेहतर एडवांस देते हैं।
उत्पादन छेद इन्हें अक्सर ईज़र या ब्रेकिंग होल कहा जाता है और ये ही मुख्य काम करते हैं। ये गोले का बड़ा हिस्सा होते हैं, जो कट खुलने के बाद दागे जाते हैं, और ये कट से बनी गुहा में मुख्य चट्टान को तोड़ देते हैं। छल्लों के बीच समान दूरी, एकसमान भार और उचित अंतराल ही साफ-सुथरे विखंडन को बड़े-बड़े पत्थरों के ढेर से अलग करते हैं।
परिधि छेद विस्फोट करना यहीं एक कला बन जाता है। ये छेद ही सुरंग के अंतिम स्वरूप को निर्धारित करते हैं। अगर विस्फोटक की मात्रा ज़्यादा हो जाए, तो चट्टान डिज़ाइन लाइन से बाहर तक उड़ जाएगी, जिसका मतलब है अतिरिक्त ज़मीनी सहारा और लाइनिंग में ज़्यादा कंक्रीट। अगर विस्फोटक की मात्रा कम हो, तो चट्टान कम उड़ेगी, जिसका मतलब है कि दूसरी टीम को वापस जाकर तंग जगहों को तोड़ना पड़ेगा। सटीक विस्फोट तकनीक - छोटे व्यास वाले कारतूस, अलग-अलग चार्ज, सटीक इलेक्ट्रॉनिक टाइमिंग - से आपको ऐसी तैयार दीवारें मिलती हैं जिन पर आधे बैरल ड्रिल के निशान साफ़ दिखाई देते हैं और 50% से कम चट्टान उड़ती है। यही सर्वोत्तम मानक है।
सतह विस्फोट: वे आंकड़े जो वास्तव में मायने रखते हैं
खुली खदान में विस्फोट करना भूमिगत विस्फोट की तुलना में अवधारणा में सरल है, लेकिन बड़े पैमाने पर होने के कारण हर गलती महंगी साबित होती है। खराब तरीके से डिज़ाइन किया गया बेंच ब्लास्ट न केवल विस्फोटक बर्बाद करता है, बल्कि अगले चरण के लिए सतह को खराब कर देता है, ऐसे बड़े-बड़े पत्थर बना देता है जिन्हें दोबारा तोड़ने की आवश्यकता होती है, और खतरनाक क्षेत्र में मौजूद किसी भी चीज़ की ओर उड़ने वाले पत्थरों को बिखेर देता है।
8 से 12 मीटर की बेंच ऊँचाई के लिए - जो अधिकांश खदान और सतही खनन कार्यों के लिए सबसे उपयुक्त ऊँचाई है - छेद की दूरी और भार का अनुपात 1.2 से 1.5 के बीच होना चाहिए। बेंच तल के नीचे की ओर ड्रिलिंग बेंच की ऊँचाई का 15% से 25% होनी चाहिए ताकि तल में कोई उभार न रह जाए। स्टेमिंग की लंबाई कॉलर पर भार के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए; इससे कम लंबाई होने पर विस्फोट का खतरा रहता है जिससे स्टेमिंग सामग्री और चट्टानें तोप की तरह छेद से बाहर निकल सकती हैं।
फायरिंग का क्रम जितना लोग सोचते हैं उससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण है। सीधी पंक्ति-दर-पंक्ति फायरिंग में वायरिंग करना आसान होता है, लेकिन इससे मलबा आगे की ओर फेंका जाता है और असमान विखंडन होता है। वी-पैटर्न फायरिंग, जिसमें क्रम मध्य से शुरू होता है और दोनों ओर फैलता है, मलबे को अधिक सघन रखता है और फेंकते समय कणों के बीच टकराव से बेहतर विखंडन देता है। तिरछी फायरिंग अधिकांश उत्पादन विस्फोटों के लिए सबसे कारगर तरीका है - अच्छा विखंडन, आसान जुड़ाव और अनुमानित परिणाम।
इन सब बातों से हम कहाँ पहुँचते हैं?
विस्फोट इंजीनियरिंग वास्तव में एक चेकलिस्ट के रूप में प्रस्तुत किया गया निर्णय वृक्ष है। किस प्रकार की संरचना? छेद का आकार क्या? गीला या सूखा? गैस का खतरा है या नहीं? सतह पर या भूमिगत? किसी संरचना के पास या बिल्कुल सुनसान जगह पर? हर जवाब विस्फोटक के चुनाव, समय निर्धारण और सुरक्षा प्रोटोकॉल को बदल देता है।
और फिर एक सवाल है जो पिछले कुछ वर्षों में तेज़ी से चर्चा में आया है: क्या आपको पारंपरिक विस्फोटकों की बिल्कुल ज़रूरत है? संवेदनशील बुनियादी ढाँचे - राजमार्गों, रेलवे, पाइपलाइनों, आवासीय क्षेत्रों - के पास की परियोजनाओं के लिए, गैर-विस्फोटक चट्टान तोड़ने की तकनीक अब पहली पसंद बनती जा रही है, न कि बैकअप। विस्फोट के बजाय गैस विस्तार का उपयोग करने वाली प्रणालियाँ उड़ने वाली चट्टानों, कंपन और श्रेणी 1 के खतरनाक सामानों के प्रबंधन से जुड़ी परमिट संबंधी परेशानियों को खत्म कर देती हैं। जब आपको सैकड़ों मीटर में मापे जाने वाले विस्फोट निषेध क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है, तो आपकी परियोजना की समय-सीमा और सामुदायिक संबंध दोनों बेहतर होते हैं।
ऑक्सीजन युक्त चट्टान विस्फोट प्रणाली, जो रासायनिक विस्फोट के बजाय तरल ऑक्सीजन चरण-परिवर्तन विस्तार का उपयोग करती है, शहरी विध्वंस, बुनियादी ढांचे से सटे पत्थर की खुदाई और पानी के नीचे चट्टान हटाने जैसे अनुप्रयोगों में तेजी से अपनी जगह बना रही है। इसमें चट्टान के उड़ने का कोई खतरा नहीं होता, कंपन न्यूनतम होता है और कोई जहरीली गैस नहीं निकलती। यह हर स्थिति में पारंपरिक विस्फोट का विकल्प नहीं है - बड़े पैमाने पर खुले गड्ढे में उत्पादन विस्फोट के लिए अभी भी भारी मात्रा में ऑक्सीजन युक्त चट्टान विस्फोट (ANFO) की आवश्यकता होती है - लेकिन जिन कार्यों में विस्फोट संबंधी प्रतिबंध मुख्य बाधा हैं, उनके लिए यह एक विचारणीय विकल्प है।
त्वरित संदर्भ: ध्यान रखने योग्य संख्याएँ
| पैरामीटर | कीमत |
|---|---|
| कोयला खदान इलेक्ट्रॉनिक डेटोनेटर अधिकतम विलंब | 130 एमएस |
| चिकनी ब्लास्टिंग परिधि छेद ट्रेस प्रतिधारण | ≥ 50% |
| बेंच सब-ड्रिल गहराई | बेंच की ऊंचाई का 15-25% |
| सतह पर छिद्र रिक्ति और भार का इष्टतम अनुपात | 1.2-1.5 |
| तने की न्यूनतम लंबाई | कॉलर पर भार ≥ |
| विस्फोट के बाद प्रतीक्षा समय (सतह) | ≥ 15 मिनट (गलती होने की आशंका होने पर 30 मिनट) |
| O2 प्रणाली सुरक्षा दूरी | 100 मीटर (परिचालन दूरी 2-3 मीटर) |
