在我国，采取井工开采的矿井在生产过程中，矿井排水的处理和矿井热害现象是需要面对的普遍现象。为了保证井下人员和机械的正常工作，要对矿井水及时作出处理，还要对井下通过各种方式进行通风。在矿井排出的废水和矿井回风中蕴含着大量的热能，在以往这些能量没能够引起企业的重视白白的浪费掉了，而且在浪费能源的同时对环境造成了水污染、大气污染和废热污染，百害而无一益。本文结合供热、供燃气、通风及空调工程学科的专业优势，以水文学，工程热力学、传热传质学和空气动力学等为理论基础，深入研究探讨了矿井排水、矿井回风中所蕴涵的低品位热能的回收利用技术，详细分析了水源热泵在矿井水源系统中的应用，对矿井回风换热器的结构和原理进行了研究，总结出了换热性能参数。并结合山西某矿的工程项目，利用工程经济学理论作了具体的工程论证和技术经济分析。这对矿井余热回收利用技术今后在全国的进一步推广提供很好的理论依据和工程范例。有助于“十二五”期间国家制定的节能目标的实现，对我国矿山企业的可持续发展有深远的意义。