随着我国浅层煤炭资源逐渐开采殆尽,矿井开采的深度已逐渐加大,高温热害矿井的数量逐年递增。矿井热害严重影响着矿井的安全生产,必须予以治理。我国矿井热害治理起步于20世纪60年代,至今已有五十多年的发展历程,矿井热害防治理论及技术应用已取得一定成就。其中,人工制冰矿井降温技术在我国发展起步却相对较晚,目前该项技术理论体系不完善、系统设计方法不成熟,导致我国已建人工制冰矿井降温系统均存在能耗高、冷量损失大及运行费用高等问题,实际的井下降温效果难以得到预期的目标。本文在全面分析了深部矿井热环境现状、热害成因以及人工制冰降温技术特点、工作原理及现有系统组成等基础之上,对该系统进行了优化研究。具体研究内容及成果为:分析了引起矿井热害的主要热源及其计算方法,给出了井下矿井风流热计算及工作面需冷量计算公式;提出了人工制冰矿井降温系统的结构模型,对系统的各个环节进行了详细的研究;通过能分析和?分析的对比,论证了制冰机进行?分析的必要性,并建立了制冰机?分析模型;运用?分析模型对制冰机进行?分析,揭示了制冰机中各部件?损失的大小分布和成因,为制冰机的节能运行指明了方向;分析了回采工作面两种风流冷却方式及其适用范围,通过FLUENT数值模拟和理论计算的方法对某一具体的回采工作面的风流冷却方式进行分析,在保证回采工作面降温效果的基础上,确定了该工作面应采用分段冷却方式,并给出了具体的空冷器布置方式。本文的研究将为人工制冰矿井降温技术的合理应用提供参考。