Η υπόγεια εκμετάλλευση μαρμαροφόρων κοιτασμάτων εφαρμόζεται όταν η επιφανειακή τους εκμετάλλευση καθίσταται αντιοικονομική ή υπαγορεύεται από περιβαλλοντικούς λόγους. Συνήθως, η εκκίνηση της υπόγειας εκμετάλλευσης γίνεται από τα υφιστάμενα μέτωπα εξόρυξης, οπότε έχουμε επέκταση της επιφανειακής εκμετάλλευσης και το μετασχηματισμό της σε υπόγεια.
Η υπόγεια εκμετάλλευση του “Λυχνίτη” στην περιοχή του οικισμού Μαράθι της Πάρου απετέλεσε μία από τις αρχαιότερες υπόγειες εκμεταλλεύσεις μαρμάρου. Τα υπόγεια λατομεία εκεί λειτούργησαν για πρώτη φορά κατά τη πρωτοκυκλαδική εποχή, ενώ έφτασαν στην ακμή τους τον 5ο αιώνα π.Χ. Προσπάθειες, αναβίωσης των υπόγειων εκμεταλλεύσεων εκεί έγιναν και κατά τα τέλη του 19ου αιώνα.
Σήμερα, στην Ελλάδα οι υπόγειες εκμεταλλεύσεις μαρμάρου είναι δύο. Η πρώτη βρίσκεται στην περιοχή της Πεντέλης, στο χώρο της εκμετάλλευσης των “Μαρμάρων Διονύσου“, η οποία άρχισε την δεκαετία του ’90 και λειτουργεί έως και σήμερα. Η δεύτερη βρίσκεται στην περιοχή του Νευροκοπίου Δράμας, όπου και η εκμετάλλευση βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις, η υπόγεια εκμετάλλευση αρχίζει από υφιστάμενα μέτωπα εξόρυξης, ως συνέχεια της χαρακτηριστικά φαίνεται στην φωτογραφία. Συνεπώς, πρόκειται για επέκταση της επιφανειακής εκμετάλλευσης.
Στις χώρες του Ευρωπαϊκού Νότου η ανάπτυξη υπόγειων εκμεταλλεύσεων μαρμάρου έχει επίσης μεγάλη ιστορία αλλά και ένα δυναμικό παρόν. Τις πλέον σημαντικές και μεγάλες σε αριθμό εκμεταλλεύσεις έχει η Ιταλία. Ακολουθούν κατά σειρά η Ισπανία, η Κροατία και η Πορτογαλία. Ακόμα, σημαντικές εκμεταλλεύσεις υπάρχουν και σε άλλες χώρες της Ευρώπης και Αμερικής.
Η υπόγεια εκμετάλλευση γίνεται με την εφαρμογή της μεθόδου θαλάμων και στύλων. Συνηθέστερα η εκμετάλλευση αρχίζει με την κατά μέτωπο προσβολή του κοιτάσματος (όρυξη του θαλάμου) και εν συνεχεία η εκμετάλλευση επεκτείνεται κατά βάθος με την δημιουργία ορθών βαθμίδων, έως ότου συναντηθεί το πέρας του κοιτάσματος (Φωτογραφία).
Είναι αρκετά σύνηθες οι στύλοι να μην έχουν «κανονική» μορφή διατομής (π.χ. τετραγωνική) αλλά να είναι ακανόνιστοι και να ορίζονται από τα εκάστοτε χαρακτηριστικά του μαρμαροφόρου κοιτάσματος. Έτσι, αν και οι θέσεις και διαστάσεις είναι εξ’ αρχής ορισμένες, μπορούν να γίνουν τροποποιήσεις στο μέγεθος και στη θέση των στύλων ώστε να βελτιστοποιηθεί η απόληψη των όγκων.
Η εκμετάλλευση του κοιτάσματος γίνεται με τη χρήση συρματοκοπών ή αλισοπρίονων τα οποία αποτελούν τα βασικά μηχανήματα εξορύξεως του ογκομαρμάρου από τη φυσική του θέση (Φωτογραφία).
Η υποστήριξη των ανοιγμάτων γίνεται κυρίως με τη χρήση κοχλιών ώστε να μπορούν να συγκρατούνται οι επισφαλείς όγκοι (σφήνες) που δημιουργούνται από τα υφιστάμενα επίπεδα ασυνεχειών.
Το κόστος εκμετάλλευσης είναι αυξημένο σε σχέση με τις επιφανειακές εκμεταλλεύσεις. Παρά το γεγονός αυτό όμως, η υπόγεια εκμετάλλευση έχει να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα που μπορούν να λειτουργήσουν αντισταθμιστικά του αυξημένου κόστους. Αυτά αφορούν στην σημαντικότατη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, στην επίτευξη αυξημένης απόληψης ογκομαρμάρων καθώς και στη βελτίωση της ποιότητάς τους. Τέλος, μπορεί να γίνει η αξιοποίηση του χώρου για άλλες χρήσεις μετά το πέρας της εκμετάλλευσης.