Большое внимание уделяется развитию способов подземной добычи полезных ископаемых (без выемки из мест залегания или с транспортировкой на поверхность без обеспечения непосредственного доступа к рудному телу). Сверхглубокое бурение, замораживание при проходке водоносных горизонтов, новая техника позволили осуществить проходку до глубины 7 км, осваивать ранее абсолютно недоступные месторождения.

Известен способ добычи каменной соли путём растворения её непосредственно в рудном теле горячей водой через специально пробуренные отверстия с транспортировкой на поверхность горячего раствора. Подобным образом осуществляют выплавление из пласта самородной серы закачиванием в него перегретой воды под давлением. При этом производительность труда на стадии добычи повышается в два раза, а капитальные затраты снижаются в 4–5 раз.

В ХIХ в. Д. И. Менделеев сформулировал принципы подземной газификации угля. Осуществляется неполное сгорание угля непосредственно в пласте при подаче смеси кислорода и воды c получением на поверхности синтез-газа, содержащего горючие компоненты (СО и Н₂). В СССР этот процесс был осуществлён впервые при создании станции «Подземгаз». Справедливости ради следует указать, что способ не получил широкого развития, однако ухудшение условий добычи угля в настоящее время (тонкие, крутопадающие пласты) позволяет предполагать развитие этого метода в будущем.

В ряде случаев экономически выгодно осуществлять подземную добычу полезных ископаемых с размыванием рудного тела и выносом на поверхность соответствующей пульпы (некоторые виды фосфатного сырья, глубоко погребенные древние рассыпные месторождения). В этом случае отпадает необходимость в проведении дорогостоящих вскрышных работ и последующей рекультивации района добычи.

Особое место занимает способ подземного выщелачивания некоторых металлов – растворение минералов на месте залегания каким-либо подходящим химическим агентом (кислота, щёлочь, комплексон) или с помощью соответствующих бактерий (аналогия с кучным или перкаляционным методом выщелачивания).

В США в 80-е годы ХХ столетия с использованием биологических методов производили Cu и U на сумму 350 и 20 млн долларов соответственно. Особенное место в применении методов бактериальной переработки занимает очистка сточных вод от следовых количеств тяжёлых металлов. Основным слабым местом бактериального выщелачивания является замедленность процесса при нормальной температуре и гибель большинства видов бактерий при её повышении. Однако обнаруженные на дне некоторых морей и океанов фумарольные проявления и бактерии, функционирующие при высокой температуре воды, позволяют надеяться на выделение «высокотемпературных» штаммов бактерий и резкое ускорение бактериального выщелачивания. В США планировалось к 2000 г. производить с использованием биологических методов различных металлов на сумму 5 млрд долларов.

Химический способ подземного выщелачивания развит достаточно хорошо. Следует отметить, что значительный процент добычи меди, целого ряда цветных металлов, урана приходится на долю этого способа. При этом необходимым условием является благоприятная форма залегания руды (наилучшей считается линзовидная форма пласта, окруженного малопроницаемыми для растворов глинистыми породами). До рудного тела бурится скважина, в которую вставляют закачную трубу. Вокруг неё расположены скважины с откачными трубами. По мере просачивания выщелачивающего раствора от закачной скважины к откачным через рудное тело производится откачка из них образующегося раствора извлекаемого металла. Поскольку обычно образуется чрезвычайно разбавленный раствор, его подвергают первичному концентрированию с помощью ионного обмена.

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что особенно легко процесс растворения в пласте осуществляется по отношению к металлам, легко изменяющим степень окисления. В связи с этим в раствор подземного выщелачивания урана добавляют какой-либо окислитель (например, насыщают выщелачивающий раствор кислородом путём его предварительного барботажа). Следует также обратить внимание на необходимость учёта химического состава месторождения. Применение химического кислотного выщелачивания по отношению к карбонатным рудам малоэффективно из-за избыточных затрат кислоты на разрушение карбоната.

Проведение первичного концентрирования урана из сернокислых растворов с применением катионообменных смол практически полностью регенерирует исходный раствор H₂SO₄ (в том случае, если рудное тело не содержит карбонатов), который после незначительной корректировки может быть снова использован для выщелачивания.

Все перечисленные выше способы выщелачивания часто объединяются под общим названием геотехнологические приёмы. Под геотехнологией понимается перевод твёрдого полезного ископаемого в подвижное состояние (газ, расплав, раствор, гидросмесь), осуществляемый непосредственно в недрах с применением тепловых, массообменных, химических и гидродинамических процессов.

С многих точек зрения наиболее прогрессивным считается открытый (карьерный) способ добычи. Полагают, что открытым способом можно производить разработку месторождений, залегающих до глубины 700–800 м. При этом обычно увеличивается доля и значение вскрышных работ (удаление перекрывающих рудное тело пустых пород), однако при объёме ковша современных экскаваторов 500 т и более задача не представляется неразрешимой. В табл. 15 представлены данные о добыче различными способами металлических руд в США.

Таблица 15