Cuando cualquier masa de mineral se encuentra a una distancia considerable por debajo de la superficie, la cantidad de residuos que debe eliminarse para descubrir el mineral a través de la minería en superficie se vuelve prohibitiva, y se deben considerar las técnicas subterráneas. En comparación con la minería subterránea están los costos, que, por cada tonelada de material extraído, son mucho más altos bajo tierra que en la superficie. Hay una serie de razones para esto, una de las cuales es que el tamaño del equipo de minería subterránea, debido a las condiciones del suelo, la geometría del cuerpo de mineral y otros factores, es mucho menor que en el tajo abierto. Además, el acceso es mucho más limitado. Todo esto significa que la productividad, medida en toneladas producidas por trabajador por turno, puede ser de 5 a 50 veces menor, dependiendo de la técnica de minería, que en la superficie. Contra esto se contrapone el hecho de que solo se extrae mineral bajo tierra, mientras que en el pozo abierto a menudo hay varias toneladas de desechos extraídos por cada tonelada de mineral.

Una vez que se ha tomado la decisión de ir bajo tierra, el método de extracción específico seleccionado depende del tamaño, la forma y la orientación del cuerpo de mineral, el grado de mineralización, la resistencia de los materiales de roca y las profundidades involucradas. Por ejemplo, si el mineral es de muy alta calidad o tiene un precio alto, se puede usar un método de mayor costo. Para minimizar la mezcla de mineral y residuos, existen métodos de extracción altamente selectivos, pero si el mineral y los residuos se pueden separar fácilmente más adelante (por ejemplo, mediante el uso de imanes en el caso de la magnetita), se puede elegir un método de extracción a granel menos selectivo.

La orientación, específicamente la inmersión, del cuerpo mineral es particularmente importante en la selección del método. Si la inmersión es superior a unos 50°, se pueden considerar sistemas que utilicen la gravedad para mover el mineral. Si la inmersión es inferior a aproximadamente 25°, se pueden considerar sistemas que utilicen equipos cansados de goma para el transporte de mineral. Para los cuerpos de mineral que tienen inmersiones entre ellos, se requieren diseños especiales.

Las aberturas realizadas en el proceso de extracción de mineral se denominan establos o salas. Hay dos pasos involucrados en detener. El primero es el desarrollo, es decir, la preparación de los bloques de mineral para la minería, y el segundo es la producción, o parada, en sí misma. El desarrollo del mineral es generalmente mucho más costoso por tonelada que la parada, por lo que se hace todo lo posible para maximizar la cantidad de parada para una cantidad dada de desarrollo. Para buzamiento de mineral de órganos, tales como el que se ilustra en la figura, esto significa tener la mayor distancia posible entre los niveles de producción. Las aberturas más grandes resultantes ofrecerían la oportunidad de utilizar equipos más grandes y productivos, y se necesitarían menos máquinas y lugares de trabajo para lograr un nivel de producción determinado.

En el stoping, la geometría, es decir, el tamaño y la forma, del cuerpo de mineral impone una restricción al tamaño de las aberturas que se pueden construir, y la resistencia del mineral y de las rocas de la pared impone otra. La mayoría de los materiales de roca son inherentemente mucho más fuertes que el concreto utilizado en la construcción de carreteras, puentes y edificios, pero también contienen defectos estructurales de varios tipos, y son estos defectos los que determinan la resistencia de la estructura de roca. Si los defectos están muy juntos, llenos de materiales triturados y orientados desfavorablemente, las aberturas subterráneas deben mantenerse pequeñas.

A medida que uno se adentra en la Tierra, el grosor y, en consecuencia, el peso de la roca suprayacente aumentan. La presión de los lados también aumenta con la profundidad; la cantidad de esta presión depende del tipo de roca y la situación geológica, pero puede variar desde aproximadamente un tercio de la presión vertical hasta tres veces la vertical. En las minas más profundas del mundo, que están a más de 4 km (2,5 millas) por debajo de la superficie, la presión se vuelve tan intensa que la roca literalmente explota. Estas explosiones de roca son limitaciones importantes para la minería en profundidad. Un campo especializado de la ingeniería conocido como mecánica de rocas se ocupa de la interacción entre la masa de roca y las aberturas de minas.

Desarrollo minero

Antes de la producción de mineral, se requiere una cierta inversión de capital en el trabajo de desarrollo minero. En las minas a cielo abierto, esto consiste en construir caminos de acceso y eliminar el material de desecho que recubre para exponer el mineral y establecer las geometrías iniciales del banco. Para una mina subterránea, la etapa de desarrollo es considerablemente más complicada. En la figura se ilustran algunos de los componentes de desarrollo de una mina subterránea.

aberturas Verticales: pozos y elevaciones

El principal medio de acceso a un cuerpo de mineral subterráneo es una abertura vertical llamada pozo. El pozo se excava, o se hunde, desde la superficie hacia abajo hasta una profundidad algo inferior al horizonte minero planificado más profundo. A intervalos regulares a lo largo del eje, se conducen aberturas horizontales llamadas derivas hacia el cuerpo de mineral. Cada uno de estos horizontes de trabajo principales se llama un nivel. El pozo está equipado con elevadores (llamados jaulas) por los cuales los trabajadores, las máquinas y el material ingresan a la mina. El mineral se transporta a la superficie en medios de transporte especiales llamados saltos.

Los ejes generalmente tienen compartimentos en los que se contienen las líneas de medios (por ejemplo, aire comprimido, energía eléctrica o agua). También sirven como un componente en el sistema general de ventilación de la mina. El aire fresco puede entrar en la mina a través del pozo de producción y salir a través de otro pozo, o viceversa.

Otra forma de acceder al subsuelo es a través de una rampa, es decir, un túnel impulsado hacia abajo desde la superficie. Las rampas internas que van de un nivel a otro también son bastante comunes. Si la topografía es montañosa, puede ser posible alcanzar el cuerpo de mineral empujando aberturas horizontales o casi horizontales desde el lado de la montaña; en la minería de metales, estas aberturas se denominan adits.

El mineral que se extrae en los diferentes niveles se vierte en aberturas verticales o casi verticales llamadas pasos de mineral, a través de los cuales cae por gravedad hasta el nivel más bajo de la mina. Allí se tritura, se almacena en un contenedor de mineral y se carga en contenedores en una estación de llenado de contenedores. En el marco de la cabeza en la superficie, los saltos descargan sus cargas y luego regresan para repetir el ciclo. Algunas técnicas alternativas comunes para el transporte de minerales son las cintas transportadoras y el transporte de camiones. Las aberturas verticales o casi verticales también se accionan a veces para el transporte de roca residual, aunque la mayoría de las minas tratan de dejar roca residual bajo tierra.

Las conexiones verticales o subversivas entre niveles generalmente se impulsan desde un nivel inferior hacia arriba a través de un proceso llamado elevación. Las elevaciones con diámetros de 2 a 5 metros (7 a 16 pies) y longitudes de hasta varios cientos de metros a menudo se perforan con potentes máquinas de taladrado de elevación. Las aberturas así creadas se pueden utilizar como pasos de mineral, pasos de residuos o aberturas de ventilación. Una abertura vertical subterránea impulsada desde un nivel superior hacia abajo se llama winze; este es un eje interno.