बेंच ब्लास्टिंग में बोल्डर यील्ड को कम करना: अधिक विस्फोटक इसका समाधान क्यों नहीं है
अगर आपने कुछ समय तक सतही विस्फोट का काम किया है, तो आप इस एहसास को जानते होंगे। विस्फोट के बाद आप मलबे के ढेर के पास जाते हैं, और वहाँ वे पड़े होते हैं—लगभग आधा दर्जन बड़े-बड़े पत्थर, कॉम्पैक्ट कारों के आकार के, ठीक उसी जगह जहाँ पहले आगे की पंक्ति हुआ करती थी। खुदाई करने वाला ऑपरेटर आपको घूरता है। परियोजना प्रबंधक मन ही मन नुकसान की लागत का हिसाब लगाने लगता है। और कोई न कोई, हमेशा की तरह, वह बात कह देता है जिसे आप सुनना नहीं चाहते: "शायद अगली बार हमें और बारूद डालना चाहिए।"
मैंने ये बात बड़े मुश्किल से सीखी, इतना सारा विस्फोटक खर्च करने के बाद कि उससे एक छोटी सी पत्थर की खदान का खर्च निकल सकता था: बोल्डर प्रॉब्लम में अक्सर विस्फोटक की कमी नहीं होती। दिक्कत ये होती है कि ऊर्जा गलत जगह पर चली जाती है। अगर लीकेज को बंद कर दो, तो चट्टानें अपने आप बिखर जाएँगी।
पहला चरण: किसी भी पैरामीटर को छूने से पहले चट्टान का सर्वेक्षण करें
छेदों के बीच की दूरी बदलने से पहले, पाउडर फैक्टर को समायोजित करने से पहले, संख्याओं के साथ कुछ भी करने से पहले, बेंच की सतह पर घूमकर देखें। उसे ध्यान से देखें।
सामने की पंक्ति में बने छेद और बेंच का ऊपरी हिस्सा ही वो जगह है जहाँ से बड़े-बड़े पत्थर निकलते हैं, और इसका एक कारण है। सामने की पंक्ति में जो छेद हैं, वे पहले से ही क्षतिग्रस्त चट्टान पर दागे जा रहे हैं—पिछले विस्फोट से, महीनों के मौसम के प्रभाव से, या सतह के ढीले पड़ने से। ऊपरी बेंच का क्या? ऊपर से नीचे तक यही हाल है। ये क्षेत्र खुले जोड़ों और सूक्ष्म दरारों से भरे हुए हैं जो बीस मीटर दूर से दिखाई नहीं देते, लेकिन निश्चित रूप से आपकी विस्फोटक ऊर्जा को सोख लेंगे।
जब विस्फोट की लहर किसी खुली दरार से टकराती है, तो वह उसे साफ-साफ पार नहीं करती। दबाव की लहर परावर्तित होती है, बिखरती है और उसका दबाव कम हो जाता है। इसके बाद निकलने वाली गैस—जो कि सही ढंग से डिज़ाइन किए गए विस्फोट में चट्टान को तोड़ने का मुख्य कारण होती है—बोरहोल की दीवार पर दबाव डालने के बजाय सीधे दरार में निकल जाती है। नतीजा यह होता है कि विस्फोट होता है, ज़मीन हिलती है, और दरारों के बीच की चट्टान को टूटने के लिए पर्याप्त निरंतर दबाव नहीं मिल पाता।
भूवैज्ञानिक सीमाओं पर भी यही होता है। अगर आप किसी मिट्टी की परत, अपरूपण क्षेत्र या अपक्षरित बांध से टकराते हैं, तो तनाव तरंग एकदम रुक जाती है। उस सीमा के दूसरी ओर की चट्टान साबुत ही बाहर निकल आती है और मलबे के ढेर में एक बड़े पत्थर के रूप में जमा हो जाती है, जिसे तोड़ने वाली आपकी दूसरी टीम अगले तीन दिनों तक कोसती रहेगी।
तो पहला कदम कुछ भी समायोजित करना नहीं है। बल्कि, प्रयोगशाला में घूमकर स्प्रे पेंट से बनाए गए रेखाचित्र पर समस्या वाले क्षेत्रों को चिह्नित करना है: यहाँ सामने की पंक्ति टूटी हुई है, वहाँ मिट्टी की परत है, ऊपर की ओर घिसी हुई चट्टान है। यदि आपको यह नहीं पता कि ऊर्जा कहाँ से रिस रही है, तो आप उन छेदों को बंद नहीं कर सकते।
चरण दो: वे दो पैरामीटर जो वास्तव में परिणाम को प्रभावित करते हैं
एक बार जब आपको पता चल जाए कि कौन से क्षेत्र आपके लिए चुनौती पेश करेंगे, तो आप अंधाधुंध निर्णय लेने के बजाय बुद्धिमानी से समायोजन कर सकते हैं।
सबसे पहले जिस पैरामीटर पर ध्यान देना ज़रूरी है, वह है छेदों का पैटर्न। आश्चर्यजनक रूप से, कई खदानें आज भी उसी पारंपरिक लेआउट का उपयोग करती हैं: अपेक्षाकृत अधिक भार के साथ छोटे-छोटे छेद। उनका मानना है कि पास-पास बने छेद बेहतर विखंडन देते हैं। लेकिन वास्तविकता इसके विपरीत है: अधिक भार के साथ कम दूरी होने से आधार के निचले हिस्से में ऊर्जा अंतराल रह जाते हैं, और ये अंतराल ठीक वही बड़े-बड़े पत्थर और आधार के अवशेष पैदा करते हैं जिनसे हर कोई नफरत करता है।
इसे उल्टा करें। अधिक दूरी, कम भार। छेद से छेद की दूरी बढ़ाएँ लेकिन पंक्ति को मुक्त सतह के करीब खींचें। इससे आपको एक साथ दो फायदे मिलते हैं: कम भार का मतलब है कि सामने की पंक्ति वास्तव में फर्श तक साफ-सुथरी तरह से टूटती है, न कि कोई किनारा छोड़ती है, और अधिक दूरी — बशर्ते कि आसन्न छेदों के बीच पूर्ण ऊर्जा ओवरलैप हो — चट्टान के द्रव्यमान को बिना किसी अनावश्यक ओवरलैप के कवर करती है। विखंडन अधिक एकसमान होता है, और आप प्रति घन मीटर कम छेद ड्रिल करते हैं। इससे दोनों तरफ पैसे की बचत होती है।
दूसरा पैरामीटर पाउडर फैक्टर है, और मुख्य बात यह है कि इसे पूरे शॉट के लिए एक ही संख्या के रूप में न मानें। टूटी हुई पहली पंक्ति में बेसलाइन की तुलना में 10% से 20% अधिक विस्फोटक प्रति घन मीटर मिलता है। आप केवल शक्ति बढ़ाने के लिए शक्ति नहीं बढ़ा रहे हैं; आप उन पहले से मौजूद दरारों से होने वाले ऊर्जा रिसाव की भरपाई कर रहे हैं। पहली पंक्ति के पीछे की अक्षुण्ण चट्टान बेसलाइन पर बनी रहती है। और अंतिम ढलान की दीवार के पास, आप वास्तव में पाउडर फैक्टर को कम कर देते हैं - ढलान की स्थिरता एक सुरक्षा मुद्दा है, उत्पादन का पैमाना नहीं, और परिधि के पास अत्यधिक विस्फोट करने से ही वेज विफलताएँ उत्पन्न होती हैं जो छह महीने बाद दिखाई देती हैं।
धीरे-धीरे मात्रा बढ़ाएं और परीक्षण करें। समस्या वाले क्षेत्र में 10% बढ़ाएं, विस्फोट करें और मलबे के ढेर की जांच करें। क्या अभी भी बड़े-बड़े पत्थर हैं? 15% बढ़ाएं। जल्दबाजी में 25% तक न जाएं। अत्यधिक विस्फोट करना न केवल पैसे की बर्बादी है, बल्कि इससे उड़ने वाले पत्थर, अत्यधिक कंपन और खुरदरी पिछली दीवार बनती है, जिससे अगले चरण में ड्रिलिंग करना कठिन हो जाता है।
तीसरा चरण: कुछ कीचड़ को बफर के रूप में रखें
साफ़-सुथरा विस्फोट करना—जिसमें पिछले विस्फोट के बाद बचे हुए मलबे का एक-एक कण अगले विस्फोट से पहले हटा दिया जाता है—कई स्थलों पर आम बात है क्योंकि यह देखने में साफ-सुथरा लगता है। यह चट्टानों की अधिकता का एक प्रमुख कारण भी है, और इसका कारण यहाँ बताया गया है।
जब सामने की पंक्ति से पत्थर हवा में फेंके जाते हैं, तो पत्थर की गति को रोकने वाला एकमात्र कारक उसका अपना जड़त्व होता है। विस्फोट से उत्पन्न ऊर्जा लगभग दो भागों में बँट जाती है: एक वह तनाव तरंग जो पत्थर को वहीं तोड़ देती है, और दूसरा वह गैसीय विस्तार जो टूटे हुए पत्थर को आगे धकेल देता है। बेंच के सामने कुछ भी न होने के कारण, गैसीय विस्तार चरण अपनी अधिकांश ऊर्जा फेंकने में खर्च करता है - पत्थर को बिना किसी प्रतिरोध के बाहर की ओर, सतह से दूर, गति प्रदान करता है। टुकड़े उड़ते हैं, गिरते हैं, और वहीं साबुत पड़े रहते हैं क्योंकि कोई टक्कर नहीं हुई, कणों का कोई अंतर्विघटन नहीं हुआ, और न ही बड़े टुकड़ों को छोटे टुकड़ों में बदलने वाली कोई चीज़ थी।
बफर ब्लास्टिंग—जिसमें सतह के सामने 2 से 4 मीटर चौड़ी पिछली मलबे की पट्टी छोड़ दी जाती है—पूरी तरह से भौतिकी को बदल देती है। पहली पंक्ति खुली हवा के बजाय उस मलबे की बाधा पर फायर करती है। चट्टान के टुकड़े रोके गए ढेर से टकराते हैं, आपस में भिड़ते हैं, और जो गतिज ऊर्जा फेंकने में व्यर्थ हो जाती, वह प्रभाव और कुचलने के माध्यम से द्वितीयक विखंडन में परिवर्तित हो जाती है। इससे छोटे टुकड़े, कम उड़ने वाली चट्टानें और एक सघन मलबे का ढेर मिलता है जिसे खोदना आसान होता है।
इस प्रक्रिया के कारगर होने के लिए कुछ बातों का सही होना ज़रूरी है: जमा हुआ मैल इतना घना होना चाहिए कि वह वास्तविक प्रतिरोध प्रदान कर सके - ढीला-ढाला मैल काम नहीं करेगा। पाउडर की मात्रा 10% से 20% तक बढ़ानी होगी क्योंकि इसमें अधिक मेहनत लगती है (प्रतिरोध के विरुद्ध तोड़ने में मुक्त स्थान में तोड़ने की तुलना में अधिक ऊर्जा लगती है)। और पंक्तियों के बीच का अंतराल क्लीन-फेस ब्लास्ट की तुलना में थोड़ा अधिक होना चाहिए ताकि प्रत्येक पंक्ति के टुकड़ों को अगली पंक्ति के आने से पहले बफर से टकराकर कुचलने का समय मिल सके।
चौथा चरण: शीर्ष स्तर पर क्या हो रहा है, उसे न भूलें
स्टेमिंग ज़ोन—बोरहोल का वह ऊपरी हिस्सा जो विस्फोटक पदार्थों के बजाय अक्रिय पदार्थों से भरा होता है—उड़ते पत्थरों को नियंत्रित करने के लिए होता है, और सुरक्षा की दृष्टि से यह अनिवार्य है। लेकिन इससे एक समस्या उत्पन्न होती है: विस्फोटक स्तंभ छेद में नीचे से शुरू होता है, जिसका अर्थ है कि बेंच के सबसे ऊपरी हिस्से को प्रत्यक्ष विस्फोटक ऊर्जा कम मिलती है। अब आप समझ सकते हैं कि पत्थरों का अगला समूह कहाँ से आएगा।
इस समस्या को ठीक करने के लिए स्टेमिंग को छोटा नहीं किया जा सकता—ऐसा करने से चट्टानें फट सकती हैं और उड़ने जैसी घटनाएं हो सकती हैं। लेकिन यहाँ एक कारगर तरकीब है: स्टेमिंग कॉलम के अंदर एक छोटा बूस्टर चार्ज रखें, जिसे इस तरह से लगाया जाए कि वह कॉलर ज़ोन को तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा दे, लेकिन स्टेमिंग को पूरी तरह से नष्ट न करे। पूरा चार्ज नहीं—बस इतना कि ऊपरी चट्टान में दरार पड़ जाए और वह बाकी चट्टान के साथ टूट जाए, न कि गैस के फैलाव के साथ एक ठोस स्लैब के रूप में बाहर निकल जाए। मैंने देखा है कि इस तकनीक से उन बेंचों पर ऊपरी चट्टानों की संख्या आधे से भी कम हो जाती है जहाँ कॉलर ज़ोन में चट्टानें एक गंभीर समस्या थीं।
साथ ही, अपनी आरंभिक अनुक्रम को नए छेद पैटर्न के साथ सिंक्रनाइज़ करें। कम भार के साथ अधिक अंतराल पंक्ति-दर-पंक्ति इलेक्ट्रॉनिक विलंब के साथ सबसे अच्छा काम करता है - प्रत्येक पंक्ति को बफर पर एक स्पष्ट मौका मिलता है, टुकड़े टकराते हैं, और अगली पंक्ति मलबे के जमने और प्रतिरोध खोने से पहले ही पहुँच जाती है।
इसका ऑक्सीजन चट्टान तोड़ने से क्या संबंध है?
मैंने अभी जो कुछ भी बताया है, वह मानक बेंच ब्लास्टिंग सेटअप में पारंपरिक विस्फोटकों के उपयोग पर आधारित है। लेकिन नियंत्रित ऊर्जा रिलीज, दरारों से रिसाव को कम करना, मुक्त-सतह फेंकने के बजाय सीमित विस्तार का उपयोग करना - ये सभी सिद्धांत ही गैर-विस्फोटक चट्टान तोड़ने वाली प्रणालियों को प्रभावी बनाते हैं।
ऑक्सीजन (O2) रॉक ब्लास्टिंग सिस्टम एक बिल्कुल अलग तंत्र पर काम करता है: रासायनिक विस्फोट के बजाय तरल ऑक्सीजन (O2) के चरण-परिवर्तन विस्तार पर। लेकिन प्रभावी चट्टान तोड़ने के सिद्धांत समान हैं। प्रतिरोध के विरुद्ध नियंत्रित विस्तार अनियंत्रित विस्फोट की तुलना में बेहतर विखंडन उत्पन्न करता है। पहले से मौजूद दरारें ऊर्जा को सोख लेती हैं, चाहे आप ANFO का उपयोग कर रहे हों या LOX का। और विस्फोट की योजना बनाने से पहले अपनी चट्टान की संरचना को समझना ही एक साफ-सुथरे मलबे के ढेर और बड़े-बड़े पत्थरों के ढेर के बीच का अंतर है, चाहे आप गड्ढे में कुछ भी डाल रहे हों।
संवेदनशील बुनियादी ढांचे के पास स्थित खदानों के लिए, जहां उड़ते हुए पत्थर, कंपन और अनुमति जैसी बाधाएं मुख्य समस्याएँ हैं, ऑक्सीजन प्रणाली उन समस्याओं का समाधान करती है जिन्हें बफर ब्लास्टिंग और पाउडर की मात्रा पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण से केवल आंशिक रूप से ही हल किया जा सकता है। उड़ते हुए पत्थरों का न होना मतलब निर्माण में कोई बाधा नहीं आना। नियंत्रित ऊर्जा उत्सर्जन का मतलब दरारों से गैस का रिसाव नहीं होना। और सुरक्षा दूरी सैकड़ों मीटर से घटकर सौ मीटर रह जाती है - जो सड़कों और इमारतों से घिरी खदानों के लिए संचालन करने और न करने के बीच का अंतर हो सकता है।
