以兴阜煤矿井下涌出的矿井水为研究对象，针对目前兴阜煤矿矿井水的水质水量与井下用水情况，提出兴阜煤矿井下产水井下处理并回用的设计方案，即在井下以较简单、针对性强的工艺，高效处理部分矿井水，不需提升至地面，处理后直接回用于井下生产，其余的水量提升至地面进行常规处理。对兴阜煤矿的矿井水井下处理进行了工艺优化设计，确定了矿井水井下处理的核心是混凝处理。实验分析了矿井水常规处理中应用较多的聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝、三氯化铁四种混凝剂的投加量对矿井水的浊度、悬浮物的去除效果及影响因素。实验可知，四种混凝剂中聚合氯化铝的处理效果最佳，配合聚丙烯酰胺做为助凝与混凝剂联用，矿井水处理效果比单一的混凝剂处理效果更好。实验确定矿井水混凝处理最优方案为：聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，配合聚丙烯酰胺（PAM）作为絮凝剂；PAC的最佳投加量为1.5mL/L，PAM的最佳投加量为0.8mL/L；PAM的最佳投加时间是在混凝剂投加1.5min之后。在实验研究的基础上，规划了兴阜煤矿的矿井水井下处理和回用系统，并对相关的工艺参数进行优化。兴阜煤矿矿井水井下处理不仅降低了水处理能耗，还可以减小地面水处理构筑物有效容积，对于节能降耗、使矿井水资源合理利用等方面都具有十分重要的意义。