wanneer een ertslichaam een aanzienlijke afstand Onder het oppervlak ligt, wordt de hoeveelheid afval die moet worden verwijderd om het erts via de bovengrondse mijnbouw te ontdekken, prohibitief en moeten ondergrondse technieken worden overwogen. Tegen ondergrondse mijnbouw worden de kosten gerekend, die voor elke ton ontgonnen materiaal onder de grond veel hoger liggen dan aan de oppervlakte. Daar zijn een aantal redenen voor, niet in de laatste plaats omdat de omvang van de ondergrondse mijninstallaties—vanwege de bodemgesteldheid, de geometrie van het ertslichaam en andere factoren—veel kleiner is dan in de open mijn. Ook is de toegang veel beperkter. Dit alles betekent dat de produktiviteit, gemeten in ton per werknemer per ploeg, afhankelijk van de mijntechniek 5 tot 50 maal lager kan zijn dan aan de oppervlakte. Daartegenover staat het feit dat er alleen ondergronds erts wordt gewonnen, terwijl er in de open put vaak meerdere tonnen afval per ton erts worden gestript.

wanneer besloten is ondergronds te gaan, hangt de gekozen specifieke winningsmethode af van de grootte, de vorm en de oriëntatie van het ertslichaam, de mate van mineralisatie, de sterkte van het gesteente en de diepte. Bijvoorbeeld, als het erts is zeer hoogwaardig of draagt een hoge prijs, dan kan een hogere kosten methode worden gebruikt. Om het mengen van erts en afval tot een minimum te beperken, zijn zeer selectieve winningsmethoden beschikbaar, maar als erts en afval later gemakkelijk kunnen worden gescheiden (bijvoorbeeld door het gebruik van magneten in het geval van magnetiet), kan een minder selectieve bulkwinningsmethode worden gekozen.

de oriëntatie, met name de dip, van het ertslichaam is bijzonder belangrijk bij de keuze van de methode. Als de dip groter is dan ongeveer 50°, dan kunnen systemen met behulp van zwaartekracht om het erts te verplaatsen worden overwogen. Als de dip minder is dan ongeveer 25°, dan kunnen systemen met behulp van rubber-vermoeide apparatuur voor erts transport worden overwogen. Voor ertslichamen met dips daartussen zijn speciale uitvoeringen vereist.

de openingen bij de winning van erts worden stopen of ruimten genoemd. Er zijn twee stappen betrokken bij stapelen. De eerste is de ontwikkeling—dat wil zeggen de voorbereiding van de ertsblokken voor de mijnbouw—en de tweede is de productie, of stöping, zelf. De ontwikkeling van erts is over het algemeen veel duurder per ton dan het stapelen, zodat alles in het werk wordt gesteld om de hoeveelheid stapelen voor een bepaalde hoeveelheid ontwikkeling te maximaliseren. Voor steil dompelende ertslichamen, zoals in de figuur afgebeeld, betekent dit een zo groot mogelijke afstand tussen de productieniveaus. De daaruit voortvloeiende grotere openingen zouden de mogelijkheid bieden om grotere, productievere apparatuur te gebruiken en er zouden minder machines en werkplekken nodig zijn om een bepaald productieniveau te bereiken.

in stöping legt de geometrie—dat wil zeggen de grootte en vorm—van het ertslichaam een beperking op de grootte van de openingen die geconstrueerd kunnen worden, en de sterkte van het erts en het muurgesteente legt een andere beperking op. De meeste rotsmaterialen zijn inherent veel sterker dan het beton dat wordt gebruikt bij de bouw van snelwegen, bruggen en gebouwen, maar ze bevatten ook structurele defecten van verschillende soorten, en het zijn deze defecten die de sterkte van de rotsstructuur bepalen. Als de gebreken zeer dicht bij elkaar liggen, gevuld met verbrijzelde materialen en ongunstig georiënteerd zijn, dan moeten de ondergrondse openingen klein worden gehouden.

naarmate men dieper in de aarde gaat, neemt de dikte en bijgevolg het gewicht van het bovenliggende gesteente toe. De druk van de zijkanten neemt ook toe met de diepte; de hoeveelheid van deze druk hangt af van het gesteentetype en de geologische situatie, maar het kan variëren van ongeveer een derde van de verticale druk tot wel drie keer de verticale. In de diepste mijnen ter wereld, die meer dan 4 km Onder het oppervlak liggen, wordt de druk zo intens dat het gesteente letterlijk explodeert. Deze gesteenteuitbarstingen zijn belangrijke beperkingen voor mijnbouw op diepte. Een gespecialiseerd vakgebied van techniek bekend als rock mechanics houdt zich bezig met de interactie tussen rotsmassa en mijnopeningen.

Mijnontwikkeling

voordat erts wordt geproduceerd, is een bepaalde kapitaalinvestering in mijnontwikkelingswerkzaamheden vereist. In open mijnen bestaat dit uit het aanleggen van toegangswegen en het verwijderen van het bovenliggende afvalmateriaal om het erts bloot te leggen en de eerste geometrieën van de bank vast te stellen. Voor een ondergrondse mijn is de ontwikkelingsfase aanzienlijk ingewikkelder. Enkele ontwikkelingscomponenten van een ondergrondse mijn worden in de figuur geïllustreerd.

verticale openingen: schachten en stijgingen

Het voornaamste middel voor toegang tot een ondergronds ertslichaam is een verticale opening die een schacht wordt genoemd. De schacht wordt van het oppervlak naar beneden uitgegraven of gezonken tot een diepte iets onder de diepste geplande mijnhorizon. Met regelmatige tussenpozen langs de schacht worden horizontale openingen, drifts genaamd, naar het ertslichaam gedreven. Elk van deze belangrijke werkhorizons wordt een niveau genoemd. De schacht is uitgerust met liften (zogenaamde kooien) waardoor arbeiders, machines en materiaal de mijn binnenkomen. Erts wordt naar de oppervlakte getransporteerd in speciale transportmiddelen die skips worden genoemd.

assen hebben over het algemeen compartimenten waarin de medialeidingen (bv. perslucht, elektriciteit of water) zich bevinden. Zij vormen ook een onderdeel van het totale ventilatiesysteem van de mijn. Verse lucht kan via de productieschacht de mijn binnenkomen en via een andere schacht weer naar buiten komen, of omgekeerd.

een andere manier om toegang te krijgen tot de ondergrondse is door middel van een helling—dat wil zeggen, een tunnel naar beneden gedreven van het oppervlak. Interne hellingen gaan van het ene niveau naar het andere zijn ook heel gebruikelijk. Als de topografie bergachtig is, kan het mogelijk zijn om het ertslichaam te bereiken door horizontale of bijna horizontale openingen vanaf de zijkant van de berg te drijven; in metaalwinning worden deze openingen adits genoemd.

erts dat op de verschillende niveaus wordt gewonnen, wordt gedumpt in verticale of bijna verticale openingen die ertsdoorgangen worden genoemd, waardoor het door de zwaartekracht tot het laagste niveau in de mijn daalt. Daar wordt het geplet, opgeslagen in een ertsbak, en opgeladen in skips bij een skip-tankstation. In het hoofdframe op het oppervlak dumpen de skips hun lading en keren ze terug om de cyclus te herhalen. Enkele gebruikelijke alternatieve technieken voor ertsvervoer zijn transportbanden en vrachtwagenvervoer. Verticale of bijna-verticale openingen worden soms ook gedreven voor het transport van afvalgesteente, hoewel de meeste mijnen proberen om afvalgesteente ondergronds te laten.

verticale of subverticale verbindingen tussen niveaus worden over het algemeen van een lager niveau naar boven gedreven door een proces dat raising wordt genoemd. Raises met diameters van 2 tot 5 meter (7 tot 16 voet) en lengtes tot enkele honderden meter worden vaak geboord door krachtige raiseboormachines. De aldus gecreëerde openingen kunnen worden gebruikt als ertsdoorgang, afvaldoorgang of ventilatieopeningen. Een ondergrondse verticale opening gedreven van een bovenste niveau naar beneden wordt een winze genoemd; dit is een interne as.