冲击地压一直是影响煤矿开采安全的一个难题，近年来，利用高压旋转水射流在煤层中钻孔，以其高效、节能、钻孔大、孔形规则、破岩效率高等优点，深受广大工程技术人员的青睐。而研究决定射流性能的喷头成为技术人员关注的热点。本文在分析了射流的流动规律、破岩机理和喷头参数三者之间相互制约、相互依存的关系后，设计并加工制造了内导叶轮喷头和自旋转喷头。通过室内实验和拟现场实验，设计内导叶轮喷头，分析内导叶轮喷头各参数及射流压力、靶距、打击时间等参数对钻孔作业的影响。采用理论与实验相结合的方法，依次解决旋转密封、起始旋转扭矩、喷嘴布置和限速问题，设计了自旋转喷头。应用直流发电机原理，建立电磁限速的自旋转喷头稳态运行时的电路、力学、能量方程。以此设计出限速部分的参数，且初步讨论射流功率与转速之间的关系。研究表明，内导叶轮喷头形成钻孔孔径与喷头大小相当，有效喷距小，不易排屑和实现其切向剥层优势；同等条件下，自旋转喷头，成孔孔径大小可依实际需要设计，有效喷距较长，易于发挥其脉冲破岩作用。