在中国,煤炭资源的利用仍旧占有着很大的比例,而浅部能开采的煤炭基本已经开采完,大多数煤炭都在深部岩层,为了获取更多的煤炭资源,只能进行深部开采,而深井开采往往伴随着高温热害,对开采造成了很大的影响,所以为了解决深井高温热害问题,必须采取一些降温措施。对于整个矿井进行降温,降温效果往往不理想,很难解决井下局部高温作业场所热害问题,特别是采掘工作面。因此,研究一种适应于井下局部高温作业场所的降温技术成为一个急需解决课题。本文针对矿井局部高温热害存在的问题,从掘井工作面的热害成因与主要热源、湿源的理论分析切入,采用理论分析、数学计算、数值模拟以及现场试验相结合的方法对掘进工作面的降温技术进行分析,结合流体热力学、矿井通风学、传热学等学科以及aspen模拟等方式,研究矿井冷负荷计算、液态二氧化碳制冷工艺的循环回路,研制出了针对掘进工作面降温的制冷设备。论文研究的主要内容:(1)介绍了国内外关于矿井热害问题、制冷技术的一些主要研究现状,阐述了深井热害问题给井下作业人员以及社会造成的各种危害,表明矿井热害必须解决的必要性与紧迫性。(2)为了计算出掘进工作面的热负荷值,分析了掘进工作面存在的热源以及热量来源的主要方面,并根据热量计算公式计算每部分的热量,并提出针对掘井工作面冷负荷的计算方法。从人工降温和非人工降温两方面介绍了矿井热害治理手段,简单介绍了针对不同热源的降温措施主要可以从通风降温、隔热降温以及个体防护三个方面。(3)介绍液态二氧化碳制冷循环系统的原理,基于制冷循环的四大系统,换热器、压缩机、冷凝器、截流阀分析了整个制冷循环的过程。对掘进工作面进行降温系统设计,利用传热基本理论对换热器传热计算进行理论分析,对液态二氧化碳降温系统计算,包括换热器,压缩机,冷凝器的计算。(4)利用模拟软件aspen对整个液态二氧化碳降温系统模拟,并建立二氧化碳制冷循环系统模型,对前面计算得到的关于换热器,压缩机,冷凝器参数进行校核,对该制冷循环系统进行选型设计,并最终确定各参数。(5)以31023掘进工作面为例,根据实际存在的热害问题,通过对现场巷道热环境试验,在掘进工作面布置了几个测点,分别测量在利用液态二氧化碳降温系统前后的温度,并在前面内容的基础上利用Fluent数值模拟,得到巷道的温度分布图,并记录在测点处的温度,与实际测量值进行对比分析利用液态二氧化碳降温系统可以有效的将31203掘进工作面的温度从40℃降低到25摄氏度以下,以保证工作面达到舒适的工作环境。