图一：放线法施工示意图

1.2 利用开孔定向仪确定方位角和倾角
市面上主流的开孔定向仪主要分为三大类：
低端类产品——此类产品主要使用的地磁寻北功能，或者没有地磁寻北，使用普通陀螺仪找旋转后的角度。一般的使用方法均是依靠巷道的中线来固定好一个方位角以后，将设备安装在钻机上，在通过陀螺仪的计算加速度方式来确定设备的旋转角度。此类设备首先还是要进行巷道中线的确定，因此仍然存在需要人数较多、人为操作可能存在误差，很难找到精确的开孔方位角。
中端类产品——此类产品依靠地磁来寻北，使用稳定性较好的光纤陀螺，可以在寻北后旋转到钻机需要的方位角时候的精确度相对高一些。由于煤矿井下的实际情况，通过地磁寻北本身就会受到巷道的金属、电缆等干扰，因此测量的方位角会产生偏差。
高端类产品——以本公司的YHZ90/360矿用本安型钻机开孔定向仪为例，主要使用的是自军工级自主寻北模块，为目前最高端的测量方式，以测量地球自转角速度来测定正北方向，真正的实现了自主寻北功能，另外搭载光纤陀螺，可以使方位角和倾角的测量精度最优，使用方面可以直接放置在钻机上来查看方位角和倾角，是目前使用最方便的开孔定向仪。
2 钻孔开孔定位对钻孔最终的偏斜影响
此处用不同的开孔方位角导致终孔位置的偏差来分析，分析精准的开孔方位角和倾角对钻孔质量的影响。

表1：钻孔偏差分析对照表

从数据中我们可以明显的看出，在方位角或者倾角仅有一项变化1～5°时候，终孔的偏差分别为2.1米、4.2米、6.3米、10.5米，如果方位角和倾角同时变化2°，终孔偏差为5.9米。因此可以得出开孔方位角、倾角的精确度对对钻孔终孔位置影响极大。
从瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径一般为2m的要求来看，方位角或者倾角单项仅仅调整1°，钻孔的终孔偏差已经超过抽采半径要求。因此保证钻机开孔方位角和倾角的精确度是非常重要的。
3 YHZ90/360矿用本安型钻机开孔定向仪简介
福州华虹智能科技股份有限公司生产的YHZ90/360矿用本安型钻机开孔定向仪是便携、高效、简单的地质测量仪器。利用三轴光纤自寻北模块传感器得到具备优秀的静态性能和动态性能的测量结果(与地球真北极之间的夹角)，不需要任何形式的校准。利用高精度倾角模块得到一致性和稳定性很高的测量结果(倾斜角)。并将测试的结果显示在LCD显示屏上。
操作简单:一键式测量，用户只要将仪器放置好后打开电源键，仪器自动进入测量状态。不需要任何形式的校准。采用高精度三轴光纤自寻北模块，自寻北时间短、精度高。该仪器核心部件采用军工级光纤陀螺，不受电磁与铁磁材料影响从而很好保证的测量精度。采用3.5英寸480x320真彩工业屏，数字显示测量结果、显示清晰、精度高、无读数误差。正北和正南方向可以自由切换，单台钻机只需要配备一个开孔定向仪就可以满足测量需求。通过增配配套平板电脑，可以满足井下所有钻探监控系统直接记录开孔定向数据，不需要专人记录开孔定向信息，不需要专人给定开孔方位角和倾角，达到减人增效目的。且可以较远距离直接查看开孔定向仪角度，避免技术人员距离钻机较近发生危险。
4 经济与安全分析
以山西某高瓦斯矿井抽采钻孔施工为例。此矿井下共计30台普通回转钻机进行瓦斯抽采孔的施工，每次打钻的简易工作流程为：
一、钻机施工队伍先将钻机移动到指定位置，安装视频监控系统，进、排水管路安装，安全设施安装，等待测量人员给定巷道中线。
二、测量人员进行巷道中线测定(见放线法介绍)。进行钻机的稳固，调整到正确的方位角和倾角。
三、专职检查人员确定开孔方位角是否正确，并详细记录成报表形式。
四、钻机开始施工。
五、专职检查人员到现场确认施工进尺及填写报表。
六、进入下一个打钻循环。
从上诉流程中可以看出，此矿瓦斯抽采钻施工流程中，开孔定方位角和倾角的确定需要增加测量人员辅助，同时配备专职检查人员负责钻孔的开孔信息的记录工作。
在使用了本公司的开孔定向仪以后，钻机施工队组可以独立完成确定开孔方位角、倾角，且开孔信息可以直接通过视频监控系统记录到“一钻一视频”的视频监控中，无需额外的测量人员和专职检查记录人员辅助工作。首先节省了大量人工成本，其次由于不需要等待测量人员测定巷道中线，节省了大量时间，连续打钻施工效率明显提升，真正达到了减人增效的目的。
对于煤矿防治水方面的探放水孔和瓦斯抽采钻孔的安全效益方面来说，是非常难以估量的。大量提升了煤矿井下钻孔的达标率，为防治矿井水害和瓦斯相关的危害，提供了强有力的保障。
5 总结
YHZ90/360矿用本安型钻机开孔定向仪的使用保证了钻机的实际开孔方位角、倾角的精度，减少了测量人员和专职检查人员的配合，达到了减人增效的目的。为矿井安全生产提供了有力保障，结合钻孔轨迹测量仪、一钻一视频监控系统的配合使用，大大提升了煤矿井下钻孔的达标性，为煤矿整体的安全生产提供了强有力的保障。