高压水射流辅助掘进机截齿破岩能有效降低截齿受力,在分析适合掘进机截割头水射流配置方式的基础上,建立水射流辅助截齿破岩试验台,选定水射流前置式、后置式、中心式三种方式进行辅助破岩实验,分别得到不同水压下的截齿受力减小率和载荷方差,研究表明前置式和中心式射流辅助破岩效果好,后置式射流效果较差,当水压为40MPa时,三种方式截割力分别减少10.97%、13.67%和1.86%,载荷振动都有一定改善。三种截齿中,射流前置式截齿在低水压区出现截割力增长现象;射流中心式截齿旋转密封件易失效,齿尖易磨损;射流后置式截齿截割后,截槽破碎效果最好,可为后一个截齿截割提供便利。

掘进机是煤矿巷道掘进的主要设备，国内现有的掘进机主要依靠截齿截割，当煤岩硬度较大时，截割头振动剧烈，大大缩短了截齿的使用寿命。为了改善截割头的振动情况，在截割头上引入高压水射流辅助截齿截割，并对高压水射流掘进机截割头关键环节进行具体设计。研究发现，截割头上高压水射流配置方式包括四种：前置式、后置式、中心式和侧置式，其中应优先选择前置式，当水压达到40MPa时，截割头上一般可布置（5-15）个喷嘴，且优先布置在工作环境比较恶劣的球面与锥面的过渡位置。进行高压水射流掘进机截割头截割实验，研究表明所设计的截割头能有效降低截割头振动，当水压达到40MPa时，振幅平均值降低45．6％，且振动更加平稳。