Горное предприятие для подземной добычи угля, руд различных металлов, солей и других твердых полезных ископаемых называют шахтой. Глубина, на которой работают некоторые из этих «подземных заводов», достигает 4 км, а их «цехи» простираются в недрах иногда на многие километры. Современная шахта — это одновременно и лаборатория по изучению глубинных недр планеты.
Строительство шахты, или, как говорят горняки, проходку, обычно начинают с сооружения двух глубоких вертикальных колодцев диаметром 7—9 м — шахтных стволов. По одному из них — главному (скиповому) — в стальных вместительных коробах — скипах поднимают «на-гора» полезное ископаемое, спускают под землю машины, материалы. Для подъема людей из шахты в другом отделении этого ствола подвешиваются особые лифты — клети. По этому же стволу из шахты выходит воздух. Второй — вентиляционный ствол (см. Вентиляция); мощные вентиляторы подают по нему свежий воздух, он же служит для доставки рабочих в шахту клетями.
Проходку стволов ведут обычно буровзрывным способом — сверху вниз. Бурят в горной породе небольшие узкие скважины — шпуры, закладывают в них взрывчатку и так, постепенно взрывая и убирая слой за слоем, углубляют ствол. Советским конструкторам впервые удалось создать буровые машины — стволопроходческие комбайны, которые в не очень крепких породах бурят шахтные стволы, как обычные скважины (о всех комбайнах, работающих в шахте, см. Горное дело, горные машины) . По мере углубления ствола стенки его бетонируют или крепят чугунными кольцами — тюбингами, чтобы они не обваливались.
Когда стволы достигают уровня залежи полезного ископаемого, в шахту спускают проходческие комбайны. Они вырезают вблизи стволов просторные горные выработки — околоствольный двор, а затем вдоль пласта полезного ископаемого проходят 2 параллельных тоннеля-штрека — откаточный и вентиляционный. Первый — откаточный — главная магистраль транспортировки полезных ископаемых, второй — вентиляционный служит для перемещения людей и циркуляции свежего воздуха. От них в разные стороны отходят другие штреки, которые пронизывают всю залежь, расчерчивают шахтное поле на участки. Потолок и стенки штреков, чтобы они не осыпались, подпирают или крепями из бревен, щитов, досок, или железобетонными и стальными рамами, механизированными (передвижными) крепями.
После сооружения стволов и сети штреков месторождение считают вскрытым и переходят к его разработке. Рабочие участки шахты, где отделяют полезное ископаемое от пласта, называют очистными забоями или лавами. В забоях работают различные горные машины — горные комбайны, струги, врубовые машины. Перевозят полезные ископаемые в шахтах с помощью конвейеров или в вагонетках шахтными электровозами. На поверхности полезное ископаемое грузят в вагоны и отправляют на железнодорожные станции. Пустую породу, которую приходится извлекать при строительстве стволов и штреков, открывая доступ к ценной залежи, ссыпают в отвалы — терриконы, искусственные холмы правильной конической формы, или засыпают ею овраги. Но теперь все чаще породу оставляют под землей, закладывая ею выработанные участки.
Так устроены и работают шахты. Некоторые различия в их устройстве обусловлены видом полезного ископаемого. Например, руда обычно намного тверже угля. Крепить и без того прочные своды горных выработок рудников иногда нет необходимости. Поэтому часто такие забои представляют собой высокие «залы». Из-под земли взорванную руду по наклонным штрекам вывозят мощные автосамосвалы, которые загружаются автопогрузчиками прямо в рудничном забое.
Есть шахты, где уголь добывает и транспортирует вода. Это так называемые гидрошахты, использующие гидромеханизацию. В подземном забое такой шахты мощная струя воды режет, разрушает угольный пласт. Смесь воды и угля по трубам выкачивают на поверхность к отстойникам.
Советские ученые и инженеры уже сейчас приступили к созданию шахт будущего. Какими они предстают в первых проектах? Всеми технологическими процессами на этих шахтах будут управлять автоматы. Датчики, установленные на комбайнах, конвейерах и другом оборудовании, непрерывно передают информацию о ходе всех процессов. Принимает информацию управляющая вычислительная машина и самостоятельно отдает ответные команды. Монтаж, наладку, ремонт машин выполняет бригада высококвалифицированных рабочих. Все остальное время за механизмами следит «телеглаз».
Прообразы шахты будущего существуют не только на бумаге — они уже строятся в Донбассе, Кузбассе, Казахстане. Одной из первых вступит в строй шахта неподалеку от Ворошиловграда — «Должанская-Капитальная». Ее проектная мощность в несколько раз превышает мощность обычных шахт. Она будет не только промышленным предприятием, но и испытательным полигоном горной техники. Ведь требования, которые к ней предъявляют, станут нормой лишь на рубеже XXI в.