随着经济的发展,矿产资源不断被开发利用,目前我国浅层矿产资源逐渐采完,深层开采已成为未来矿山开采的主要趋势。但随着开采深度的增加,受空气自压缩热和围岩温度升高影响,深井内热环境逐渐恶化,不仅严重制约矿山的安全生产,也威胁矿工的身体健康。通风降温是治理深井热害的主要方式,但是由于采场工作面以及巷道环境复杂,通风降温状况直接影响制冷通风系统能耗以及通风降温效率。因此,开展独头采场和回风巷道内气流组织状况的数值模拟和实验研究,形成完备的通风热管理方案,对降低制冷系统能耗以及提高金属矿山经济性具有十分重要的理论和工程意义。本文结合深部金属矿调研数据搭建了采场通风状况模拟实验平台,并对采场内15种气流组织方式开展实验研究,通过对比采场降温情况发现,通风管布置在左上位置Z向和中上位置Z向的通风降温效果最好。结合实验平台建立独头采场通风降温数值模型,将不同工况的通风降温实验结果和数值模拟结果进行对比,误差小于5%,验证了模型的有效性。通过仿真模型获得了不同气流组织方式下采场内的速度场、温度场,选取PMV（Predicted Mean Vote）作为热舒适性评价指标,总结了不同气流组织条件下采场内的速度场以及温度场分布,分析了15种气流组织方式的降温效果以及各自适用的采场工作状况。然后,计算出了15种气流组织方式下的PMV云图。通过变入口风温和变风速的多工况数值模拟,得到了不同风速和入口风温下采场内的温度场和速度场分布云图,分析在通风参数改变时,采场实验箱内部温度场和速度场的变化规律,通过引入采场散热负荷评价风温和风速对通风降温效果的影响程度,结果表明,采场模拟箱的温度随风温的变化比随风速的变化快,因此降低通风风温更有利于采场通风降温以及系统降耗。针对巷道内空冷塔换热器的气流组织状况,结合多孔介质模型建立翅片管换热器数值模型,分别对不同空冷塔间距、排列方式、风机功率以及有无挡板情况下的巷道内空冷塔布置方式进行仿真。结果表明,在无风机情况下,随着空冷塔间距的增加,回风井内空冷塔的换热效率增强。在同等间距情况下,空冷塔错排布置的换热效果好于空冷塔顺排布置。根据有无风机之间仿真结果的对比,说明由空冷塔串联所造成的空冷塔换热效率较低问题可以通过增设风机得以解决。根据有无挡板仿真结果的对比,证明在顺排布置中,增设挡板可以使回风井内空冷塔换热效率提升。