वेधन व छिद्रण : छिद्रकाच्या मदतीने घन द्रव्यामध्ये सामान्यपणे दंडगोलाकार भोक पाडण्याच्या क्रियेला वेधन व छिद्रण म्हणतात. सामान्यपणे मोठे भोक पाडण्याच्या क्रियेला वेधन (बोअरिंग) व लहान भोक पाडण्याच्या क्रियेला छिद्रण (ड्रिलिंग) म्हणतात (या लेखात मात्र असा भेद केलेला नाही). ⇨खनिज पूर्वेक्षण तसेच खनिज तेल, नैसर्गिक वायू, भूमिजल व लवण विद्राव (मिठवणी) मिळविण्यासाठी नलिका विहिरी खोदणे आणि वैज्ञानिक समन्वेषण या गोष्टींकरिता जमिनीत पाडण्यात येणाऱ्या भोकांविषयीची माहिती या लेखात दिली आहे. बोगदा खणणे, खाणकाम व उत्खननाची इतर कामे यांमध्ये सुरूंगासाठी पाडण्यात येणारी छिद्रेही याच स्वरूपाची असतात. धातुकामात करण्यात येणाऱ्या छिद्रणाची माहिती ⇨छिद्रण यंत्र या नोंदीत दिली आहे.
खनिजसाठ्यांचे (निक्षेपांचे) समन्वेषण करणे, खनिजाच्या निष्कर्षणासाठीची (खनिज मिळविण्यासाठीची) विकासाची कामे करणे, खनिज प्रत्यक्ष मिळविणे आणि बांधकाम करण्याच्या दृष्टीने एखाद्या स्थळाचे मूल्यमापन करणे यांकरिता जमिनीत व खडकांत भोके पाडतात. खनिजसाठ्याचे स्थान व व्याप निश्चित करणे, खनिजांची अथवा धातुकांची (कच्च्या रूपातील धातूंची) शुद्धीकरण करण्याच्या दृष्टीने उपयुक्त असलेली गुणवैशिष्ट्ये ठरविणे [→ धातुकांचे शुद्धीकरण], खनिज-साठ्यांचा विकास व खनिजाचे निष्कर्षण करताना ज्या परिस्थितींना सामोरे जावे लागणार आहे, त्या परिस्थिती जाणून घेणे आणि खनिजसाठ्याचे व्यापारी दृष्टीने मूल्यमापन करणे यांकरिता समन्वेषणासाठीची छिद्रे पाडतात. निष्कर्षण विकास करताना पुढील कामांसाठी भोके पाडावी लागतात : सुरुंगाद्वारे उत्स्फोटन करणे, खाणीमधील पाणी काढून टाकणे, वापराचे रस्ते तयार करणे, पाण्याच्या नियंत्रणासाठी गाराभराई करणे, कूपक (बोगद्यासारखे उभे मार्ग) तयार करण्यासाठी मार्गदर्शी छिद्रण करणे आणि काढलेल्या खनिजाच्या जागी भराव टाकण्यासाठी, तसेच वायुवीजन, प्रवेश व सुटका करून घेणे यांसाठी लहान कूपक काढणे. बांधकामाच्या दृष्टीने एखाद्या स्थळाचे मूल्यमापन करण्यासाठी भोके पाडतात, त्यांच्यामुळे रस्ते व अन्य बांधकामे करण्यासाठी विशिष्ट ठिकाणी असलेली मृदा व खडक सोयीस्कर आहेत की नाहीत ते समजते. या छिद्रांद्वारे अध:पृष्ठीय (जमिनीखालच्या) खडकांची किंवा खडकांच्या थरांची अज्ञात भूवैज्ञानिक माहिती मिळते. उदा., शैलसमूहातील खडक, थर असल्यास त्यांचा क्रम, थरांची खोली, नती(उतार) व दिशा इ. भूवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये यातून उघड होतात. औद्योगिक व इतर कामांमुळे झालेल्या संदूषणाचे प्रमाण ठरविण्यासाठी पर्यावरणीय छिद्रण करतात. मृदा, खडक व भूमिजल यांचे नमुने मिळवून त्यांचे रासायनिक, जैव किंवा किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) द्रव्यांच्या दृष्टीने विश्लेषण करतात. यामुळे त्या स्थळाची प्रदूषणाच्या दृष्टीने गुणात्मक सुधारणा करण्याची सर्वोत्कृष्ट पद्धती ठरविता येते.
इतिहास : आघात छिद्रण ही छिद्रणाची सर्वांत जुनी पद्धत आहे. तिचा शोध बहुधा चीनमध्ये लागला असावा. सुरुवातीला आघात छिद्रण हातांनी करीत. यामध्ये पहारीसारखा छिद्रक (संबळ) उचलून आपटला जातो. टोकाला धार असलेला जड छिद्रक उंचावरून भोकाच्या तळावर आपटतो आणि या आघाताने खडक फुटत जातो व भोक खोल होत जाते. मात्र याद्वारे फार खोल भोक पाडता येत नाही.
एका साध्या आघात छिद्रकात घडीव लोखंडाचे एक वा अनेक नळ वापरतात. नळाची दोन्ही तोंडे उघडी असतात. हे नळ जड हातोड्याने अथवा अधिक खोल भोकांसाठी एका वजनाला हलक्या स्तंभिका (खुंट) ठोकणाऱ्या साधनाने जमिनीत घुसवितात. दुसरा नळ पहिल्या नळाच्या आत घालतात व त्यातून पंपाद्वारे पाणी जोराने खाली जाऊ देतात. त्यामुळे मृदेचे कण सुटे होऊन ते वर येतात. अधिक खोल भोकासाठी चक्रीय छिद्रण पद्धती वापरतात.
छिद्रणाच्या यंत्रसामग्रीत उल्लेखनीय प्रगती होण्यास (१) मॉं सनी हा फ्रान्स व इटली या दोन देशांना जोडणारा बोगदा व (२) मॅसॅचूसेट्‌समधील हुसाक बोगदा यांचा मोठा सहभाग होता. १८५०-७० या कालावधीत हे बोगदे खोदण्यासाठी अनेक नवीन प्रयुक्त्यांचा वापर केलेली साधनसामग्री उपयोगात आली. ह्यांत महत्त्वाची संयंत्रे म्हणजे (१) संपीडित (दाबयुक्त) हवेवर चालणारा छिद्रक तसेच (२) जे. जे. कूच (फिलाडेल्फिया) यांनी १८४९ मध्ये एकस्व (पेटंट) मिळविलेला छिद्रक. कूच यांच्या संयंत्रात छिद्रण करणारा दंड (पहार) हवेच्या दाबाने वेगात भाल्यासारखा जाऊन खडकावर आदळतो व आघातानंतर मागे येताना पकडीत पकडून मूळ जागी आणून पुन्हा भाल्यासारखा फेकला जातो. यानंतरचा महत्त्वाचा शोध म्हणजे सी. एच्‌. शॉ (डेन्व्हर) यांनी निर्मिलेले छताला भोक पाडण्याचे यंत्र होय. यामध्ये यंत्र जागेवर घट्‌ट पकडून ठेवण्याचे व छिद्रकावर हातोड्याने घण मारण्याचे काम संपीडित हवेद्वारे केले जाते. खणलेल्या मातीचा व दगडाचा भुगा गुरुत्वाकर्षणाने खाली पडतो. आडव्या भोकातील भुगा (फोडलेला माल) बाहेर काढण्याची समस्या पोकळ छिद्रकांच्या वापरामुळे सुटली.
आधुनिक छिद्रक सामान्यपणे मोठ्या मंचांवर उभारतात. यामुळे एकाच वेळी अनेक भोके पाडता येतात. फ्रान्स व इटली या देशांदरम्यानचा मॉं ब्लॉं हा बोगदा १९६०-७० दरम्यान खोदण्यात आला. तेव्हा बोगद्याच्या संपूर्ण व्यासाचे छिद्रण करण्यात आले आणि स्फोटाच्या एकाच क्रियेत हा बोगदा पाडण्यात आला. याउलट खाणकामामध्ये व बोगदा खणण्याच्या विशिष्ट कामांत वजनाला हलक्या व संपीडित हवेवर चालणाऱ्या छिद्रकांचा मोठ्या प्रमाणात वापर होतो. टंगस्टन कार्बाइडचा फाळ असणाऱ्या छिद्रकाचा अभिकल्प (आराखडा) एरिक रायड यांनी तयार केला व हा छिद्रक म्हणजे अशा छिद्रकांचा आद्य नमुना आहे.
या तंत्राच्या विकासाचा पुढचा मोठा टप्पा म्हणजे (१) हॉंगकॉंग व चीनची भूमी यांना नदीमुखखाडीखालून आणि (२) इंग्लंड व फ्रान्स यांना इंग्लिश खाडीखालून जोडणारे बोगदे. यासाठी विकसित केलेल्या साधनसामग्रीत दीर्घ काळासाठी बोगद्यातून जाणाऱ्या रेल्वे तसेच मोटारी यांच्या वाहतुकींच्या समस्यांचाही विचार करण्यात आलेला आहे.
छिद्रणाच्या मूलभूत प्रक्रिया : आवश्यक असलेल्या अशा पुढील दोन प्रक्रिया आहेत : (१) पाडलेल्या भोकाच्या तळाच्या पृष्ठभागातून मृदेचे अथवा खडकाचे कण सुटे (अलग) करणे आणि (२) सुटे झालेले हे कण भोकातून काढून घेण्याची व्यवस्था करणे. या प्रक्रियांमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या तंत्रांवर भोकाच्या मर्यादित आकारमानामुळे मर्यादा पडतात. खाणकामासाठी वापरण्यायोग्य विविध छिद्रण पद्धतींमध्ये ही तंत्रे संयुक्तपणे वापरता येऊ शकतात.
छिद्रक व इतर सामग्री : छिद्रणाच्या वरील दोन प्रक्रियांसाठी ऊर्जा विविध प्रकारे पुरविली जाते. छिद्रणासाठी व छिद्रण यंत्र चालविण्यासाठी जरूरीनुसार पुढील गोष्टी लागतात : ऊर्जा पुरविणारे मूलचालक (उदा., एंजिने, टरबाइने), त्यांना जोडलेली विद्युत्‌ चलित्रे (विजेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करणारे साधन), विद्युत्‌ जनित्रे (यांत्रिक ऊर्जेचे विजेत रूपांतर करणारे साधन), पंप, संपीडक (दाब वाढविणारे यंत्र), छिद्रक व नळ, तार, तारदोर, कप्प्यांचे ठोकळे इ. पूरक साधनसामग्रींमुळे भोकात जलीय, वायवीय, विद्युत्‌ इ. रूपांत जादा ऊर्जा पुरविता येते. चक्रीय अथवा रेषीय गती अथवा या दोन्ही गती एकत्रितपणे निर्माण होण्याच्या दृष्टीने छिद्रकाचा अभिकल्प तयार केलेला असतो. छिद्रकाच्या फाळाच्या टोकाशी ऑक्सिॲसिटिलीन ज्योतीद्वारे ऊर्जेचा दुसरा स्रोत वापरता येतो व त्याद्वारे खडक वितळवून खणण्याची क्रिया करता येते.
छिद्रकाने निर्माण केलेली गतिज ऊर्जा छिद्रण-दंडामार्फत किंवा केबली -मार्फत फाळाकडे नेली जाते. छिद्रण-दंड पोकळ असल्याने द्रायू (द्रव अथवा वायू), संपीडित हवा किंवा वायू अंत:क्षेपित करण्यासाठी (आत घुसविण्यासाठी) त्याचा उपयोग होऊ शकतो.
छिद्रणाच्या प्रमुख पद्धती : छिद्रणाची पुढील पाच तंत्रे सामान्यपणे वापरली जातात : (१) चक्रीय छिद्रणात चक्रीय गती दिलेला छिद्रकाचा फाळ कापण्याच्या, घासण्याच्या अपघर्षक क्रियेद्वारे पृष्ठात प्रवेश करतो. (२) अंतरक छिद्रण हेही चक्रीय प्रकारचे छिद्रण आहे. यात कंकणाकृती खाच पडून मध्यभागी वरवंट्यासारखा गाभा म्हणजे अंतरक तयार होतो. (३) आघात छिद्रणात रेषीय गती असलेल्या छिद्रकाच्या फाळाच्या आघातांमुळे पृष्ठभाग तासला जाऊन, त्याच्या कपच्या निघून वा त्याचा भुगा होऊन छिद्रक आत घुसत जातो. आघात छिद्रणाची गती चक्रीय छिद्रणापेक्षा कमी असते. मात्र आघात छिद्रणाचे अनेक फायदे आहेत उदा., त्याद्वारे उथळ भोके पाडता येतात, केबल वा दंडाद्वारे जोडलेल्या हत्याराचे लागोपाठ आघात होतात व प्रत्येक आघाताच्या वेळी हत्यार फिरविले गेल्याने प्रत्येक वेळी पृष्ठभागाच्या नवीन भागावर आघात होतो. (४) चक्रीय-आघात छिद्रणामध्ये चक्रीय व रेषीय गतींच्या एकत्रित वापराद्वारे छिद्रक आत घुसत जातो. खडकाच्या कठीणपणानुसार ही पद्धती वापरतात. (५)वितळ-भेदन तंत्रात उष्णतेने खडकाच्या कपच्या निघून अथवा खडक वितळून छिद्रक आत घुसत जातो. यात उष्णतेसाठी सामान्यपणे ऑक्सिॲसिटिलीन ज्योत वापरतात. निरनिराळ्या छिद्रण पद्धतींत निरनिराळ्या प्रकारचे छिद्रक वापरता येतात. उदा., चक्रीय गतीने आत घुसविण्यासाठी बनविलेल्या छिद्रकात त्याच्या नियंत्रणासाठी एक व तो वर उचलण्यासाठी दुसरी अशी दुहेरी रेषीय गती असलेली व्यवस्था असते. छिद्रण पद्धती एकत्रितपणे वा संयुक्तपणे वापरण्याच्या दृष्टीने काही छिद्रकांचा अभिकल्प विशिष्ट प्रकारे तयार करतात.
चक्रीय छिद्रण : या पद्धतीने कोनात छिद्र पाडता येते आणि भूमिगत खाणकामाला ही सोयीस्कर अशी छिद्रण पद्धती आहे. या पद्धतीत छिद्रणदंडाला चक्रीय गती दिली जाते व ती फाळाला मिळते. कठीण दात्यांचे चक्री कर्तक असलेले चक्री फाळ किंवा २, ३किंवा ४ कठीण कर्तन कडा (पाती) असलेले ओढ फाळ यांद्वारे या पद्धतीत कर्तनक्रिया होते. चक्री फाळांच्या दात्यांनी खडकाचा भुगा होतो. जड छिद्रण नळ किंवा कडे वापरून अथवा हत्यार फिरत असताना त्यावर छिद्रक सामग्रीचा भार दिला जातो. ओढ फाळाच्या पटाशीसारख्या कडांमुळे छिद्राच्या तळाशी तासण्याची वा खरवडण्याची क्रिया होऊन खडक कापला जातो आणि त्याचे कण वर उचलले जाऊन दूर नेले जातात व फाळ आत घुसत जातो. छिद्रण – दंड फिरत असताना स्थिर अशा भोवरकडीतून हवा, द्रायू किंवा फेस अंत:क्षेपित करतात. यामुळे छिद्रातील खडकाचे कण काढून टाकले जातात. हवा किंवा द्रायू पंपाद्वारे दाबाने दंडाखाली फाळापर्यंत जातात. यामुळे कापले जाणारे व कापणारे पृष्ठभाग थंड होतात आणि खडकांचे कण दंडाचा पृष्ठभाग व छिद्राची भिंत यांच्यामधील फटीतून जोराने बाहेर लोटले जातात. नैसर्गिक वायू व खनिज तेल यांच्या विहिरी खोदण्यासाठी चक्रीय छिद्रण पद्धती मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते आणि ती वापरताना छिद्रण पंक हा पातळ चिखलासारखा द्रायू वापरतात. स्वत:च्या जलस्थैतिक दाबाद्वारे छिद्राच्या भिंतींना स्थिरता वा दृढता आणणे, कापले जाणारे व कापणारे पृष्ठभाग थंड करणे, वंगणाचे काम करणे आणि खडकाचे तुकडे वा कण जोराने बाहेर लोटणे ही कामे छिद्रण पंकाद्वारे केली जातात. अधिक कठीण खडकांसाठी रॉब्लर फाळ वापरतात. त्याच्या पाचरीसारख्या दात्यांनी खडकाचा भुगा होतो. टंगस्टन कार्बाइडाच्या कडा असणारे ओढ फाळ बहुधा मऊ खडकांसाठी वापरतात. पाण्याचे नलिका कूप, सुरुंगाची भोके, भूकंपीय संशोधन इत्यादींसाठीही चक्रीय पद्धतीचा उपयोग करतात.
चक्री मेज छिद्रण : यात एका मोठ्या मंचावर चालक यंत्र (एंजिन वा विद्युत्‌ चलित्र) बसविलेले असते. त्याद्वारे एक गोल मेज म्हणजे मोठे शंक्काकृती दंतचक्र फिरविले जाते. या मंचाच्या मधोमध सरकणारी व त्याच्याबरोबर फिरणारी पोकळ, जाडशी मजबूत पोलादी चौरसाकार खांबली असते. खांबलीच्या खालच्या टोकाला गरजेनुसार ९-१० मी. लांबीचे नळ जोडता येतात. शेवटच्या नळाला पुढे छिद्रक बसवितात. खांबलीचे वरचे टोक भोवरकडीने कप्प्यांच्या ठोकळ्याच्या खालच्या बाजूला अडकविले असून हा ठोकळा व वरचा कप्प्यांचा ठोकळा यातून पोलादी दोर नेलेला असतो. वरचा ठोकळा एका स्तंभावरून लोंबत असतो. भोक जसजसे खोल होत जाते, तसतशी खांबली वर ओढून घेऊन नवा नळ खांबलीच्या खाली जोडत जातात. छिद्रकावरील या नळांच्या वजनाचा भार पडून छिद्रण सुकर होते. या व्यवस्थेमुळे छिद्रकावरील भाराचे नियमनही करता येते. या पद्धतीने छिद्रण फक्त लंबदिशेतच करता येते. यात छिद्रण पंक वापरतात.
सामता (गिरमिट) छिद्रण : या पद्धतीत वरून दिलेला दाब व चक्रीय गती यांमुळे फाळाच्या पटाशीसारख्या कडांद्वारे खडक कापला वा खोदला जातो. अशा तऱ्हेने छिद्रक जोराने घुसून हळूहळू आत सरकत जाऊन भोक पडते. या पद्धतीत खडकाचा भुगा यांत्रिक क्रियेने काढून टाकला जातो. सामत्याची पुढे आलेली कडा सलग मळसूत्राकार असल्याने स्क्रूसारख्या वाहकाप्रमाणे तिच्यातून खडकाचा भुगा काढून टाकला जातो. सामत्याचे छिद्रक विविध आकारमानांचे असतात. यात फाळावरील भार वाढविण्यासाठी व हत्यारे वर उचलून घेण्यासाठी जलीय दाबाचा वापर करतात आणि त्याकरिता एक जलीय सिलिंडर व नळजोडणी वापरतात. सुरुंगाची व खनिज पूर्वेक्षणासाठीची छिद्रे पाडण्यासाठी ही पद्धती वापरतात. हिचा एक खास प्रकार खाणकामातही वापरतात. सापेक्षत: मऊ खडकांत वा वाळूप्रधान जमिनीत भोक पाडण्यासाठी ही पद्धती वापरतात. सामान्यपणे ५-१० सें.मी. व्यासाची आणि १००–२००० मी. खोलीची भोके पाडण्यासाठी हिचा उपयोग होतो.
हिरेयुक्त फाळाचे अंतरक छिद्रण : हिरा हा सर्वांत कठीण पदार्थ असून त्याच्या या गुणधर्माचा उपयोग या चक्रीय छिद्रण पद्धतीत करून घेतात. कठीण हिऱ्यामुळे खडकावर अपघर्षणाची म्हणजे खरवडले घासले जाण्याची क्रिया होऊन खडकात भोक पाडले जाते. यातील फाळ कंकणाकृती असतो. तो फिरविला जाऊन कंकणाकृती खोबण व तिच्यामध्ये वरवंट्यासारखा अंतरक असे छिद्रण होते. या अंतरकामुळे ज्या शैलसमूहात छिद्रण केले जाते त्याचा बदल न झालेला नमुना मिळतो. डीझेल वा पेट्रोल एंजिनावर चालणारी ही पद्धती खनिजसाठ्याचे पूर्वेक्षण व समन्वेषण यांसाठी मोठ्या प्रमाणात वापरतात. छिद्रामध्ये फाळाला ऊर्जा पुरविणाऱ्या यंत्रणेचे नियमन करण्यासाठी यात जलीय सिलिंडराची योजना करतात, तर छिद्रण सामग्री वर उचलून काढून घेण्यासाठी तारेचा उच्चालक असतो. यातील काही छिद्रकांचे माथे भोवरकडीसारखे असतात. त्यामुळे कोणत्याही कोनात छिद्रण करता येते. नळीसारख्या छिद्रण-दंडाद्वारे अंतरक–कोशाला चक्रीय गती दिली जाते. हिरेयुक्त फाळाच्या लगेच वरती अंतरकाला चक्रीय गती देणारी प्रयुक्ती असते. फाळावर औद्योगिक हिरे जडविलेले असतात. ते परिपूर्ण हिरे नसतात, तसेच रत्न म्हणूनही ते दर्जेदार नसतात, मात्र ते स्वस्त असतात. ते धातू व खडक यांहून खूपच अधिक कठीण असतात. पाणी वा पंक वापरून फाळ थंड केला जातो व खडकाचा भुगा काढून टाकला जातो. दुहेरी अंतरक-कोश वापरल्यास अंतरक पाण्याच्या अभिसरणाने धुतला जात नाही. या पद्धतीत पुढील काही बदल झाले आहेत. पृष्ठभागी हिरे असणाऱ्या फाळात हिऱ्यांच्या खड्यांचा एक थरच असतो. यामुळे जसजशी फाळाची झीज होत जाते, तसतसे त्यातील हिऱ्याचे ताजे कर्तक बिंदू उघडे पडत जातात व फाळाची कर्तनक्षमता टिकून राहते. अंतरकाची गरज नसल्यास (उदा., सुरुंगासाठीची छिद्रे) कंकणाकृती नसलेले हिऱ्याचे साधे फाळ वापरतात. टंगस्टन कार्बाइड व कोबाल्ट यांचे चूर्ण आणि लहानलहान बोर्ट्‌झ गिरे (खडे) यांचे मिश्रणही छिद्रकांत वापरतात.
अंतरक काढण्यासाठी अंतरक-कोश असतो. त्यांच्या एका टोकाला छिद्रक व दुसऱ्याला नळ जोडतात. छिद्रण प्रगत होताना शैलसमूहाचा दंडगोलाकार भाग यात राहतो. याच्या लांबीएवढा लांब अंतरक मिळतो. खूप खोल छिद्रणात अंतरक ३ मी. ते ६ मी. लांब असतात. अंतरक वर काढताना त्याला धरून ठेवणारी स्प्रिंग-यंत्रणा कोशाच्या खालच्या टोकाशी असते. तिच्या मदतीने अंतरक बाहेर काढता येतो. काढलेल्या अंतरकांवर छिद्र क्रमांक, खोली इ. तपशील लिहून ते क्रमानुसार व्यवस्थित जपून ठेवतात. अंतरक काढल्यावर अंतरक–कोश परत छिद्रकाला व छिद्रण-दंडाला जोडून छिद्रात सोडतात व छिद्रणाचे काम पुढे चालू ठेवतात.
नुसत्या डोळ्यांनी व सूक्ष्मदर्शकाने अंतरकांचे निरीक्षण करतात. यावरून त्यांतील स्तरण, संधी, शिरा इ. भूवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये कळतात व त्यांवरून अहवाल तयार करतात. धातुकांची प्रमाणे, खनिज तेलाच्या संदर्भात खडकाची सच्छिद्रता, पार्यता, जलसंतृप्ती, तैलसंपतृप्ती इ. भूवैज्ञानिक गुणधर्म समजतात. खनिजसाठ्याची गुणवत्ता, विस्तार, तसेच भावी खाणकामाच्या दृष्टीने ही सर्व माहिती अतिशय मोलाची असते. मात्र भोकाचा व्यास लहान असल्याने पुढे खनिज वर काढावयाचे झाल्यास त्याचा उपयोग होत नाही. तसेच सर्वत्र सारखे कठीण खडक असल्यास ही पद्धती योग्य ठरते परंतु तडेयुक्त गुहा व विवरे असलेल्या ग्रंथियुक्त खडकांत ही पद्धत उपयोगी पडत नाही.
गोलक छिद्रण : हिरेयुक्त फाळाच्या पद्धतीशी साम्य असलेली ही चक्रीय छिद्रण पद्धती आहे. यातील छिद्रकाच्या घासण्याच्या कडेवर (फाळावर) एक अर्धगोल पन्हळी करून तिच्यात पोलादाच्या कठीण गोळ्या अथवा एखाद्या अपघर्षकाचे बारीक खडे असतात. हे गोलक (वा खडे) खडकावर घासले जाऊन भोक पाडले जाते. मात्र या गोलकांची कठिनता हिऱ्यापेक्षा बरीच कमी असल्याने ते लवकर झिजतात आणि पाण्याबरोबर असे गोलक वारंवार आत सोडावे लागतात. छिद्रकाच्या आतल्या बाजूने केलेल्या वाटेने ते पन्हळीत जातात व खडक कापण्याचे काम चालू राहते.
खाणीत मोठ्या व्यासाच्या उथळ विहिरी खणावयाच्या असल्यास ही पद्धत वापरतात. हिच्यात छिद्रण-दंडाचा व्यास छिद्रकाच्या व्यासापेक्षा बराच लहान असतो. खोल जागेतील खडकाचे पाण्याबरोबर येणारे कण पाण्याच्या कमी वेगामुळे (दाबामुळे) भूपृष्ठाशी पोहोचू शकत नाहीत, म्हणून छिद्रकाच्या वर नळाचा एक तुकडा म्हणजे कॅलिक्स ठेऊन त्यात हे कण गोळा केला जातात. या पद्धतीला `कॅलिक्स पद्धत’ असेही म्हणतात.
ऊर्ध्वगामी कूपकाचे छिद्रण : चक्रीय छिद्रण तंत्रात बदल करून तयार करण्यात आलेला हा छिद्रणाचा प्रकार आहे. मुख्यत्वे खाणकामात याचा उपयोग होतो. या प्रकाराने खाणीतील हवेसाठीचे मोठे कूपक व प्रवेशक मार्ग खोदतात. यात भोक पाडण्यास प्रत्यक्षात तळापासून सुरुवात होते व मग ते वरच्या दिशेत पाडीत नेतात. प्रथम बहुतकरून सु. ३८ सेंमी. पेक्षा कमी व्यासाचे भोक पृष्ठभागापासून खाणीतील उघड्या प्रवेश मार्गापर्यंत पाडतात. मग ऊर्ध्वगामी वेधन यंत्राने ऊर्ध्वगामी कूपक छिद्रण-दंड भोकाच्या तळाशी ठेवला जातो. या प्रकारातील फाळ खाणीतील प्रवेश मार्गांमधून वाहून नेतात, तेथे त्याची जोडणी करतात व मग तो छिद्रण–दंडाला जोडतात. नंतर हा फाळ फिरवून पृष्ठभागाकडे ओढून वर आणला जातो. या छिद्रणात निघणारे खडकांचे तुकडे व भुगा खाणीच्या जमिनीवर पडतात. तेथे ते गोळा करून सामग्री हलविणाऱ्या खाणीतील परंपरागत पद्धतींनी खाणीच्या बाहेर वाहून नेले जातात. या छिद्रणासाठी प्रचंड प्रेरणा लावता येतात. त्यामुळे ६ मी. पेक्षा अधिक व्यासाची भोके या प्रकाराने पाडता येतात.
आघात छिद्रण : वायवीय आघात छिद्रण आणि आघात घुसळ छिद्रण हे आघात छिद्रणाचे दोन प्रकार आहेत.
वायवीय आघात छिद्रण : या प्रकारात छिद्रकावर व पर्यायाने त्याच्या फाळावर संपीडित हवेने सिलिंडर–दट्ट्याच्या मदतीने जलदपणे जोराचे ठोके मारले जातात. यातील फाळ हा पोलादी नळाचा तुकडा असून त्याला चौफुलीच्या आकारातील पटाशीसारख्या चार धारदार कडा असतात. वायुशक्तिचालित पश्चाग्र (पुढे-मागे) अशी गती दिलेल्या दट्ट्याने नलिकाकार छिद्रकावर ठोक्यांची जलद मालिका लागू होते व तेथून ही ऊर्जा छिद्रण फाळाला दिली जाते. फाळ एकाच ठिकाणी आपटू नये यासाठी दर ठोक्यानंतर तो फिरण्यासाठी त्याला चक्रीय गतीही दिली जाते. छिद्रक व छिद्रण फाळ यांच्या पोकळीतून संपीडित हवा अंत:क्षेपित करून बहुधा निघालेला खडकांचा भुगा व कण भोकाबाहेर घालविले जातात. धुळीचा त्रास टाळण्यासाठी वापरावयाच्या छिद्रकात संपीडित हवेऐवजी पाणी वापरता येते. धुळीचा धोका कमी करण्यासाठी व खडकाचे नमुने मिळविण्यासाठी धुलि-संकलन साधने वापरता येतात.
जमिनीवरील तसेच भूमिगत अशा दोन्ही कामांसाठी या प्रकारचे विविध आकारमानांचे व अडणी असलेले छिद्रक मुख्यत: वापरतात. भोकाचे आकारमान व त्याची खोली याबाबतीत या प्रकारात पुढील गोष्टींनी मर्यादा पडतात : छिद्रण फाळाचे माप सतत कमी होते व छिद्रकाने गतिज ऊर्जेचे सतत शोषण होते. काढता-घालता येणारा व टंगस्टन कार्बाइडापासून बनविलेला कर्तक भाग वापरल्यास फाळाचे माप टिकून राहण्यास मदत होते. भाग सुटे करता येतील अशा छिद्रण फाळाचे खास छिद्रक वापरून दुसरी अडचण सोडविण्यास मदत होते.
आघात घुसळ छिद्रण : या प्रकारात तारदोराला जोडलेला छिद्रक वर उचलून दोर सोडून दिला जातो. याचा पटाशीसारखा जड फाळ भोकाच्या तळावर जोराने आदळतो व खडकाचा चुरा होतो व फाळ अधिक खोल जाऊ शकतो. यात उभ्या दिशेत निर्माण होणारी आंदोलनात्मक रेषीय गती तारदोर किंवा केबलीमार्फत छिद्रण करणाऱ्या हत्याराला दिली जाते. परिणामी छिद्रण फाळ लागोपाठ उचलला व खाली टाकला जातो. आपटणाऱ्या वजनदार छिद्रकामुळे भोकातील पाणी उसळते व घुसळल्यासारखे होते. पाण्याच्या घुसळण्यामुळे तुटलेल्या खडकाच्या कपच्या व चूर पाण्यात निलंबित (लोंबकळत्या अवस्थेत) होऊन वर येतात. ठराविक काळाने तो माल उपसून काढून टाकतात. या प्रकारात छिद्रकाला लावावी लागणारी नळांची मालिका लागत नाही. तिच्याऐवजी तारदोर वापरला जातो. भोकाची खोली व व्यास यांच्या मापांनुसार छिद्रण सामग्रीची निवड या प्रकारात करतात. जलोढातील दगडगोट्यांच्या प्रदेशात निर्माण होणारे प्लेसर खनिज निक्षेप शोधून काढण्यासाठी व साधारण १,५०० मी. पर्यंत खोल वेधन करण्यासाठी लहान हत्यारे वापरतात. उघड्या खाणीत सुरुंगाची भोके पाडण्यासाठी छोटी छिद्रण सामग्री उपयोगी पडते. मोठी हत्यारे ३ ते ३.५ किमी. खोल विहिरी खणण्यासाठी उपयुक्त असतात. पाण्याच्या आणि खाणीतील वापरात असलेल्या मार्गापर्यंत पोहोचमार्ग खोदण्यासाठी बहुधा असे आघात घुसळ छिद्रक वापरतात. खनिजसाठ्याची गुणवत्ता, विस्तार यांची पाहणी व भूवैज्ञानिक माहिती मिळविण्यासाठी हिचा उपयोग होतो.
वितळ-भेदन छिद्रण : या पद्धतीत छिद्रकाऐवजी ऑक्सिॲसिटिलीन ज्योतीचा उपयोग भोक पाडण्यासाठी करतात. या ज्योतीने भोकाच्या तळाशी तीव्र उष्णता दिली जाते. उष्णतेने खडक वितळला जाऊन अथवा त्याच्या कपच्या निघत जाऊन भोक खोल होत जाते. ज्योतधारक साधनाला चक्रीय व रेषीय अशा दोन्ही गती असाव्या लागतात. यामुळे या पद्धतीत तयार होणारी मळी व ज्वालकाची नलिका हाताळण्याचे काम सोपे होते. खडकाचा भुगा व मळी संपीडित हवेच्या मदतीने भोकातून वर फुंकून उडवून दिली जातात. टॅकोनाइट, ग्रॅनाइट यांसारख्या कठीण खडकांमध्ये सुरुंगाची भोके पाडण्यासाठी ही छिद्रण पद्धती वापरतात.
वर मूलभूत छिद्रण पद्धती व त्यांचे काही प्रकार यांचे वर्णन आले आहे. त्यांचा अनेक रीतींनी एकत्रितपणे वापर करता येऊ शकतो. यामुळे छिद्रणाच्या पद्धतींत खूप मोठ्या प्रमाणावर बदल करणे शक्य होते. परिस्थितीनुसार, सोयीच्या दृष्टीने किंवा काही विशिष्ट उद्देश साधण्यासाठी असे फेरबदल करतात.
छिद्रांची वक्रता : छिद्रणक्रियेत भोक लंबदिशेत (ओळंब्यात) राहील, असे सामान्यपणे गृहीत धरतात. व ३०० मी. पर्यंत खोल भोकाच्या बाबतीत ते खरेही असते. तथापि भोकाची खोली जसजशी वाढत जाते, तसतशी त्याच्या लंबदिशेची शक्यता कमी होत जाते. भोकाची ही अनपेक्षित व नियोजित वक्रता मुख्यत: विशिष्ट छिद्रण पद्धतीचे अंगभूत दोष व खडकांच्या थरांची तीव्र ⇨नती या कारणांनी येते. चक्रीय पद्धतीपेक्षा टरबाइन पद्धतीत अशी वक्रता अधिक येते. नतीच्या विरुद्ध दिशेने वक्रता असल्याचेही आढळले आहे. भोक लंबरेषेत आहे की नाही, हे छिद्रणाची क्रिया चालू असतानाच वक्रतामापकाने तपासून पहावे लागते. याउलट कित्येकदा विशिष्ट परिस्थितीमध्ये खनिजाचा साठा हा जलमार्गाच्या, महत्त्वाच्या इमारतीच्या किंवा संरक्षित क्षेत्राच्या खाली असतो. अशा वेळी छिद्रणाचे हत्यार सोयीस्कर ठिकाणी ठेवून वळवणी या साधनाने छिद्रक काही खोलीवर दुसऱ्या दिशेला वळवितात.
छिद्रण पद्धतीची निवड : सर्वसाधारणपणे पुढील गोष्टी विचारात घेऊन छिद्रण पद्धतीची निवड केली जाते : छिद्रणाचा उद्देश, खनिज निक्षेपाचे आकारमान व स्वरूप, जमिनीचे गुणधर्म, भोकांची नियोजित खोली, छिद्रण सामग्रीचा मूळ खर्च व चालू खर्च, वाहतुकीच्या सोयी आणि ज्या प्रदेशात छिद्रण करावयाचे आहे तेथे पोहोचण्याची सुकरता.
बांधकामाच्या दृष्टीने स्थळाचे मूल्यमापन : रस्ते, पूल, इमारती व इतर बांधकामे यांसाठीच्या स्थळांचे अनुसंधान करण्यासाठी विविध प्रकारे छिद्रण करतात. चाचणी वेधने घेऊन पृष्ठभागाखालील मृदा व खडक यांची बांधकामाला आधार देण्याच्या बाबतीतील गुणवैशिष्ट्ये निश्चित करतात.
छिद्रणातून मिळालेल्या अंतरकांमुळे प्रत्यक्ष डोळ्यांनी करावयाच्या व प्रयोगशाळेतील परीक्षणासाठी खडकांचे नमुने मिळतात. अंतरकाच्या प्रयोगशाळेतील चाचण्यांद्वारे खडकाचे बल, पार्यता, लागोपाठ गोठणे व गरम होणे या चक्राचा होणारा परिणाम, अपक्षयाची (झीज होण्याची) वैशिष्ट्ये, वरच्या भारामुळे कालौघात होणारे विरूपण इ. गुणधर्म मोजता येतात.
भूपृष्ठाखालील मृदेचे व खडकाचे रासायनिक गुणधर्म जादा संदूषणामुळे कितपत बदलले आहेत हे जाणून घेण्याच्या दृष्टीनेही एखाद्या स्थळाचे मूल्यमापन करतात. विशेषत: अमेरिकन मालमत्ता हस्तांतरणाच्या व्यवहारात ही प्रमाण गोष्ट झाली आहे. बेकायदेशीरपणे टाकलेली अपशिष्टे (औद्योगिक टाकाऊ पदार्थ) व केरकचरा यांमुळे अथवा उत्पादनाच्या कमी दर्जाच्या प्रक्रियांनी आधीच संदूषण झालेले असल्यास त्याची व्याप्ती ठरविण्यासाठी छिद्रण करतात व खडकांचे नमुने घेतात. तसेच विशिष्ट द्रव्ये आहेत की कसे हे जाणून घेण्यासाठी नलिका विहिरी खणतात. अशा प्रकारे योग्य तऱ्हेने अनुसंधान किंवा बारकाईने पाहणी केली नाही, तर साफसफाईचे उपाय योजून ती जागा संदूषणरहित करण्यासाठी संदूषित जमीन खरीदणाऱ्याला प्रचंड खर्च करावा लागण्याची शक्यता असते.
पहा : खनिज तेल खाणकाम छिद्रण यंत्र नैसर्गिक वायु पाया बोगदा भूमिजल वातचलित हत्यारे विहीर.
गाडेकर, दि. रा.
“
आपल्या मित्रपरिवारात शेअर करा..
