При проведении выработок наибольшее распространение получили лебедки с соосным расположение барабанов и двигателя.

По конструктивному исполнению все отечественные скреперные лебедки являются планетарными. Барабаны лебедки без реверсирования двигателя поочередно подключают к постоянно вращающемуся центральному валу, соединенному с валом двигателя.

Скреперы по конструкции подразделяют на гребковые, ящичные, совковые. Гребково-ящичные скреперы являются промежуточной конструкцией между первыми двумя.

По числу рабочей секции скреперы бывают односекционными или многосекционными с шарнирной связью между соседними секциями. Многосекционные скреперы имеют хорошую суммарную вместимость при небольшой ширине.

Для уборки плотных, неравномерно раздробленных, абразивных горных пород наиболее часто применяют односекционные жесткие гребковые скреперы. Гребково-ящичные скреперы, имеющие в отличии от гребковых небольшие стенки, предназначены для уборки среднекусковой горной массы, а ящичные скреперы – для уборки равномерно раздробленных неплотных, некрепких пород.

Марка скрепера содержит буквенные и цифровые обозначения. Например, гребковый скрепер односекционный, вместимостью 0,4 м3 – СГ-0,4; односекционный шарнирно-складывающийся скрепер вместимостью 0,25м3 – СГШ-0,25; ящичный односекционный скрепер вместимостью 0,6м3 – СЯ-0,6 и т.д.

Основным параметром скрепера является его вместимость. К остальным параметрам относятся: ширина, высота, длина, угол внедрения рабочей кромки α (для гребковых скреперов α = 45-60о, для ящичных α = 30-45о) и приведенная масса, т.е. отношение массы скреперов к ширине его рабочей кромки (для гребкового скрепера приведенная масса принимается равной: при мелко раздробленных породах – 1,2 – 2,5 кг/см.; при породах средней крупности – 2,5 – 4 кг/см; при крупно, неравномерно раздробленных породах – 4 – 7 кг/см).

Ширина скрепера b должна соответствовать ширине выработке В. Для приближенной оценки можно пользоваться соотношением (b/В) ≤ 0,4 ÷ 0,5. При использовании скрепером небольшой вместимости боковой зазор между скрепером и породой или обшивкой из досок по крепи должен составлять не менее 200 – 300 мм.

Скреперные блоки предназначены для поддержания рабочих и холостых канатов скреперных лебедок. Блоки должны быть относительно легкими, прочными, исключать соскакивание и заклинивание каната. Для создания нормальных условий работы каната отношение диаметра блока к диаметру каната должно быть не менее 16-18.

В зависимости от места установки блоки разделяют на концевые и поддерживающие. Концевые блоки устанавливают у развала горной массы, через них проходит хвостовой канат. Эти блоки испытывают большие нагрузки. Поддерживающие блоки устанавливают вдоль трассы скреперования для подвешивания холостого каната.

Крепление блоков происходит с помощью штырей, канатных анкеров, удерживаемых в шпурах клиньями, а также на вертикально и горизонтально установленных распорках.

На скреперных установках применяют высокопрочные, гибкие и износостойкие канаты крестовой свивки, мало подверженные кручения.

Скреперную лебедку выбирают в зависимости от максимального тягового усилия при рабочем или холостом ходе (в зависимости от угла наклона выработки).

Сопротивление перемещению груженого скрепера Fгр складывается из сопротивления перемещению горной породы по почве выработке F1 , самого скрепера F2 , канатов F3 и сопротивления за счет притормаживания барабана F4:

Fгр=F1+F2+F3+F4

Сопротивление перемещению порожнего скрепера

Fпор= F2+F3+F4

Сопротивление перемещению горной породы (Н)

F1=mгg(f1cosβ±sinβ),

где mг – масса горной породы, перемещаемой скрепером, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

f1 - коэффициент сопротивления движению материала при волочении по почве, равный 0,6 – 0,8;

β – угол наклона выработки, градус; при скреперовании вверх принимают (+), вниз (-).

Сопротивление перемещению скрепера (Н)

F2 = m0(f2cosβ±sinβ)g,

где m0 – масса скрепера, кг.;

f2 – коэффициент сопротивления движению скрепера по почве, равный 0,4 – 0,8

Сопротивление движению канатов (Н)

F3 = (m1p+m1x) f3Lcosβg,

где m1p и m1x – масса одного метра головного и хвостового канатов, кг/м;

f3 – коэффициент сопротивления движению канатов, равный 0,45 – 0,75;

L – длина скреперования, м

Усилие притормаживания холостого барабана F4 принимается: для лебедок малой мощности равной 500 – 1000 Н, средней мощности – 1000 – 4000 Н, большой мощности – 1000 – 8000 Н.

Мощность двигателя (кВт) проверяют по наибольшему сопротивлению перемещения скрепера (обычно груженого).

P=k1k2Fгрυгр/(1000 η),

где k1 = 1,35 ÷ 1,45 – коэффициент, учитывающий увеличение тягового усилия при зачерпывании, а также в следствие неровностей почвы;

k2 = 1,05 ÷ 1,08 – коэффициент, учитывающий увеличение тягового усилия на блоках;

υгр – скорость навивки каната на барабан, м/с;

η = 0,8 ÷ 0,85 – КПД скреперной лебедки.

Разрывное усилие каната Fраз (Н) определяют также по максимальному сопротивлению с учетом добавочных сопротивлений:

Fраз = k1k2Fгр m ,

где m = 5÷6 – запас прочности каната

Вертикальные выработки

Для механизированной погрузки породы в стволах шахт и шурфах применяют пневматические грейферные грузчики. Грейферы подвешиваются над забоем на канатах лебедок, устанавливаемых на подвесном проходческом полке или на поверхности. Перемещение подвешенного грейфера над забоем осуществляется вручную или с помощью механизмов. У тяжелых погрузочных грейферных машин механизм вождения грейфера включает такие элементы, как круговой монорельс, тележка поворота с пневмаприводом и тельфер с кареткой его радиального перемещения.