पत्थरों के उत्खनन के प्रकार तथा उनके उपकरण एवं आवश्यक सामग्री 

पत्थरों का उत्खनन

ठोस चट्टान संरचनाओं से उत्खनन करके अच्छे पत्थर प्राप्त किए जाते हैं न कि ढीले पत्थरों से। बोल्डर और पत्थरों के अपक्षयित ब्लॉक महत्वपूर्ण निर्माण के लिए उपयुक्त नहीं हैं। खदान शब्द हवा के संपर्क में आने वाले स्थानों को संदर्भित करता है जैसे कि पत्थर का बहिर्वाह जिसमें से हम इमारत के पत्थरों को निकालते हैं। दूसरी ओर मेरा शब्द उन जगहों को संदर्भित करता है जहां हम खनिज संसाधन जैसे कोयला, कीमती पत्थर आदि निकालते हैं।

उत्खनन के तरीके

पत्थरों के उत्खनन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि पत्थर के प्रकार इसके इच्छित उपयोग और इसके भूगर्भीय गठन के प्रकार पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए जब चट्टान का निर्माण क्षैतिज होता है। 

निर्माण सामग्री

उथली गहराई पर जो परतें होती है हम उन्हें परतों में आसानी से खोदने में सक्षम हो सकते हैं। दूसरी ओर यदि पत्थर एक संपूर्ण क्रिस्टलीय द्रव्यमान है तो हमें उन्हें विस्फोटकों से विस्फोट करना पड़ सकता है। इसी तरह नियमित बिल्डिंग ब्लॉक्स के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि पत्थर की गिट्टी बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि से अलग होगी। हम निम्नलिखित तीन समूहों में उत्खनन के तरीकों को वर्गीकृत कर सकते हैं।

1. हाथ के औजारों से उत्खनन

2. चैनलिंग मशीनों के उपयोग द्वारा उत्खनन और

3. विस्फोटकों से विस्फोट करके उत्खनन।

हाथ के औजारों से उत्खनन

ये उत्खनन के पुराने तरीके हैं और अभी भी बड़े या छोटे ब्लॉकों में होने वाले नरम पत्थरों के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे चिनाई के निर्माण के लिए अच्छी तरह के आकार के ब्लॉक देते हैं। जिनका उपयोग की जाने वाली विधियाँ निम्नलिखित हैं:

(A) खुदाई और खुदाई:     यह छोटे ब्लॉकों में होने वाले नरम पत्थरों के लिए लागू होता है। इस विधि में कुल्हाड़ी, फावड़ा, छेनी जैसे आदि उपकरणों का उपयोग किया जाता है। इस विधि से लेटराइट पत्थर का आसानी से खनन किया जाता है।

(B ) ताप:    यदि चट्टान परतों में होती है और यदि सतह को आग से गर्म किया जाता है तो विभेदक विस्तार ऊपरी परत को निचली परत से अलग करता है।

(C) वेजिंग:     यदि चट्टानों में दरारें हैं तो स्टील की कीलें दरारों के माध्यम से चलाई जाती हैं और टुकड़े अलग हो जाते हैं। यदि प्राकृतिक दरारें अनुपस्थित हैं तो लगभग 10 सेमी व्यास और प्रबंधनीय गहराई (20 से 25 सेमी) के छेद पहले 10 से 15 सेमी की दूरी पर या तो हाथ के औजारों या वायवीय ड्रिल द्वारा बनाए जाते हैं। फ्लैट स्टील वेजेज, जिसके ऊपरी सिरे को पंख के रूप में जाना जाता है, को दोनों तरफ छेद में डाला जाता है। इन पंखों के बीच शंक्वाकार स्टील प्लग संचालित होते हैं। जब इन प्लगों को एक रेखा के साथ ड्रिल की गई चट्टानों में चलाया जाता है तो इन रेखाओं के साथ चट्टान में और छिद्रों की गहराई में दरारें बन जाती हैं। इस प्रकार अलग किए गए इन ब्लॉकों को ऊपर उठा लिया जाता है। (वेजिंग के बजाय हम द्रव्यमान से ब्लॉक को अलग करने के लिए नियंत्रित छोटे विस्फोटकों का उपयोग कर सकते हैं)। संगमरमर, चूना पत्थर, बलुआ पत्थर आदि जैसी नरम चट्टानों में वेजिंग बहुत अच्छा काम करती है।

चैनलिंग मशीन से उत्खनन

उत्खनन मशीन का उपयोग करने के लिए उत्खनन की जाने वाली ठोस चट्टान के सतहों में से एक का सतह  खुला होना चाहिए। इस प्रक्रिया में हम भाप, संपीड़ित हवा या बिजली से चलने वाली एक चैनलिंग मशीन का उपयोग करते हैं। यह मशीन 50 से 75 मिमी चौड़ाई वाले चैनलों को 24 मीटर लंबाई तक और 240 से 370 सेमी गहराई तक काट सकती है। इस प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं:

(A) हम पहले तीन तरफ चैनल मशीन के साथ पर्याप्त गहराई के चैनलों को काटते हैं जो ब्लॉक को हटाने की योजना बनाते हैं।

(B) क्षैतिज छेद तब उजागर सतह से ब्लॉक के नीचे चलाए जाते हैं।

(C) जब ब्लॉक ढीला हो जाएगा तो वेजेस को क्षैतिज छेद में चलाया जाता है।

(D) आवश्यक आकार के स्लैब में कटौती करने के लिए ब्लॉक को अपने सतह से उठा लिया जाता है।

स्लैब में काटने और फर्श स्लैब या सामना करने के काम के लिए पॉलिश करने के लिए ग्रेनाइट और अन्य चट्टानों के ब्लॉक के साथ-साथ उपरोक्त उद्देश्यों के लिए निर्यात किए जाने वाले पत्थरों के बड़े ब्लॉक इस विधि द्वारा खनन किए जाते हैं।

ब्लास्टिंग से उत्खनन

रेलवे के लिए पत्थर समुच्चय या गिट्टी के निर्माण के लिए इस पद्धति का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यह विधि आमतौर पर ब्लॉक को अनियमित ब्लॉकों और टुकड़ों में तोड़ देती है जिन्हें बाद में मोटे या महीन समुच्चय देने के लिए कुचला जा सकता है। यह विधि चिनाई के लिए नियमित आकार के पत्थरों का उत्पादन नहीं करती है, लेकिन उत्पाद का उपयोग यादृच्छिक मलबे की चिनाई जैसे अनियमित काम के लिए किया जा सकता है। जैसा कि सभी सिविल इंजीनियरों को रॉक ब्लास्टिंग के तत्वों की जानकारी होनी चाहिए । 

ब्लास्टिंग प्रक्रिया का एक संक्षिप्त विवरण नीचे दिया गया है।

ब्लास्टिंग में प्रयुक्त सामग्री:     विस्फोट के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले विस्फोटक बारूद, (चारकोल, शोरा और सल्फर का मिश्रण) या सरकार द्वारा नियंत्रित एजेंसियों से उपलब्ध डायनामाइट जैसे अन्य निर्मित रासायनिक विस्फोटक हो सकते हैं। (हमें इस बात की जानकारी होनी चाहिए कि बिना लाइसेंस के विस्फोटकों का स्टॉक करना अपराध है।)

जब हम विस्फोट करने के लिए बारूद का उपयोग करते हैं तो हम एक सूती फ्यूज तार का उपयोग करते हैं जो विस्फोटकों को प्रज्वलित करता है। यह बारूद के निरंतर धागे के कोर के साथ राल के साथ लेपित कपास की रस्सी का रूप है। जलने की औसत दर केवल एक सेमी प्रति सेकंड (धीमी माचिस फ़्यूज़) होती है जो फायरिंग करने वाले व्यक्ति को विस्फोट से सुरक्षित रूप से दूर जाने में मदद करती है। गनपाउडर ब्लास्टिंग नम वातावरण और पानी के नीचे संभव नहीं है।

डायनामाइट जैसे रासायनिक विस्फोटकों को फायर करने के लिए हम आम तौर पर डेटोनेटर का उपयोग करते हैं। एक डेटोनेटर एक तांबे के सिलेंडर (लगभग 6 मिमी व्यास और 25 मिमी लंबाई में) वाला एक उपकरण है जो एक छोर पर बंद होता है और दूसरे पर फ्यूज प्रोजेक्ट करता है। इसमें 6 से 9 ग्राम पारा फुलमिनेट (फुलमिनिक एसिड से प्राप्त) होता है जिसे एक साधारण फ्यूज या इलेक्ट्रिक स्पार्क द्वारा प्रज्वलित किया जा सकता है। डेटोनेटर के छोटे विस्फोट से डायनामाइट का बड़ा विस्फोट शुरू हो जाता है। फायरिंग के लिए एक इलेक्ट्रिक सर्किट डिवाइस के साथ एक डेटोनेटर का उपयोग करने का लाभ यह है कि विस्फोट के प्रारंभ होने का समय अच्छी तरह से नियंत्रित किया जा सकता है। ऐसा नियंत्रण तब आवश्यक है जब हमें अधिकतम लाभ के लिए विस्फोट के समय, क्रम और परिमाण को नियंत्रित करना हो। (लंबे टावरों के विध्वंस कार्यों और सुरंगों के निर्माण के लिए, इस तरह की नियंत्रित फायरिंग आवश्यक है।)

ब्लास्टिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न रासायनिक उत्पाद जैसा कि पहले ही बताया गया है, सामान्य तौर पर, बारूद के विस्फोट से बड़े ब्लॉक बनते हैं जबकि डायनामाइट की बिखरने वाली शक्ति से पत्थरों के छोटे ब्लॉक बनते हैं। इसलिए, उत्तरार्द्ध का उपयोग आम तौर पर समुच्चय के लिए उत्खनन और सुरंग और खनन जैसे कार्यों के लिए किया जाता है। खदान के लिए बारूद का उपयोग करने की तुलना में डायनामाइट का उपयोग करना लगभग 4 से 5 गुना महंगा है।

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