顺煤层瓦斯抽采钻孔是目前最直接最有效的瓦斯治理方法，自然伽马作为含煤地层识别常用的判识依据，可以根据地层放射性判断钻孔轨迹是否在目标层中。但现有的矿用伽马测井仪器只能进行滑动钻进测量，不适用于复合钻进及旋转导向钻进，无法满足伽马动态连续测量的工况。针对以上问题，在分析了煤矿井下随钻测量工况特点和伽马测井原理的基础上，通过低压直流载波双向通信技术进行孔底多扇区方位伽马数据的实时传输；采用屏蔽开窗的结构设计，实现单伽马晶体的8扇区分区测量；基于三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS陀螺仪不同的频率特性，采用互补滤波的动态测量方法，克服了回转钻进过程中振动和旋转对工具面向角测量的影响。通过地面性能测试和井下的工业性试验，验证了仪器在不同放射性地层分界面能正确反映出地层放射性变化规律。试验结果表明，仪器可以满足复合回转定向钻进时的地质导向测量要求，为煤矿井下顺煤层定向钻进提供了技术保障。