随着煤矿开采深度的增加,矿井高温热害问题越发的突出,需要对矿井进行有效降温以保证高温作业环境中矿工们的安全和煤矿的高效生产,采用空调系统降温是有效的技术措施之一。基于水泵能耗的逐年上升和冷水机组制冷能力的提高,矿井降温系统中采用大温差冷水运行能有效减少系统的总能耗。本文基于理论公式分析了矿井降温系统采用冷水大温差后冷水机组,水泵,空冷器热工性能的变化情况,结果表明冷水机组的热工性能基本不受冷水大温差的影响;水泵能耗主要与管径的大小和冷水供回水温差有关,应先根据经济比摩阻选取适当管径再进行能耗的分析计算;分析空冷器热工性能时,根据热交换效率系数通过计算机编程回归出了全热冷量的表达式,结果表明空冷器冷量随着冷水温差的增大而降低,空冷器能耗随着冷水温差的增大而增大,空冷器水阻力随着冷水温差的增大而减小。本文计算了大温差矿井降温系统各设备的初投资和能耗。初投资计算时,水泵和冷水机组的初投资采用功率估算;空冷器的初投资采用面积估算;冷水系统的初投资采用管径大小估算。能耗计算时,考虑了冷损对冷水机组能耗和冷却系统能耗的影响。分析比较了各种经济性评价的方法,引入系统制冷系数,根据所计算的能耗和初投资建立了大温差矿井降温系统经济性的数学模型。采用最优化理论求解大温差矿井降温的最佳温差。分析总能耗和总投资的变化时,引入能耗变化系数和初投资变化系数,根据各主要设备的计算结果发现,冷水机组和冷却系统能耗和初投资的变化对总能耗和总投资的影响很小,水泵和空冷器能耗的变化是影响总能耗的主要因素;空冷器、水泵、冷水系统初投资的变化是影响总投资的主要因素。根据拟合出的总能耗和总投资的函数形式建立了优化目标函数,并求解出了不同冷负荷和输冷距离下的最佳温差,发现工作面制冷负荷和输冷距离与最佳温差间没有存在着明显的规律,且输冷距离对最佳温差几乎没影响。同时,根据本文的计算公式给出了求解最佳温差的计算机程序。