煤炭作为我国重要的能源物质,在国民经济飞速发展的进程中,起着至关重要的作用。近些年来,随着煤矿开采强度的加大,机械化水平的提高,煤矿开采深度也在逐年增加。随之而来,高温热害矿井数目在逐年增加,深井热害问题也变得愈来愈突出,严重影响煤矿安全高效生产。面对采掘工作面高温热害问题,近几十年来,国内外学者针对矿井高温热害形成机理及热害治理技术做了大量研究,对地质条件不同、热害程度不同的矿井分别采取了不同的降温措施(包括非机械降温与机械降温),前期降温效果良好,采掘工作面热环境也得到一定的改善。但在系统运行后期,也存在着诸多需要克服的问题。如:空气载冷能力小、制冷设备供冷量不足、冷损严重、空冷器换热效率低、工作面冷量分布不均等。本文针对矿井采煤工作面存在的高温热害问题,首先,根据工作面热源的不同,对工作面散热量进行了计算。分析了工作面风流与巷道围岩、煤壁热湿交换机理,以某采煤工作面为例,采用热源分析法、风流平衡法、焓差法分别计算采煤工作面达到降温要求的冷负荷,对比分析了它们各自特点。根据能量守恒定律,给定风流热力学参数和围岩巷道参数,建立了风温与工作面长度的微分方程式。建立采煤工作面相似巷道模型,利用ANSYS模拟软件Fluent模块,模拟采煤工作面风流速度场、温度场变化规律。其次,根据工作面工人分布情况,提出有效空冷空间概念,计算对应的局部冷负荷。针对传统降温模式整体供冷不足,提出一种新型分区段降温技术。利用主空冷器为工作面提供背景风流,以工作面风温26℃、30℃为临界值,在工作面风温26℃～30℃区间内,采用小型空冷器降温;在工作面风温大于30℃区间,采用雾化喷淋方式降温。确定合理的小型空冷器降温范围、数量、送风量、送风风速、以及雾化喷淋中喷嘴类型、雾粒粒径、喷雾流量。将分区段降温系统投入某矿401105采煤工作面,现场实测工作面风流干湿球温度,验证工作面分区段降温技术降温效果,并对其经济性分析。结果表明,风区段降温技术降温效果良好,降温后工作面风温维持在24℃～28℃之间,相比于传统意义上的降温技术,经济费用更低,效能比更高,具有一定的实际意义及推广价值。