本发明提供了一种井下处理矿井水的方法，包括首先将矿井水引入到井下水仓中进行沉淀处理；对所述沉淀后的矿井水进行固液分离处理，去除其中的微细悬浮物；对第一粗净化水进行油水分离处理，去除其中的溶解油和乳化油，得到第二粗净化水；对第二粗净化水进行超滤处理，去除其中的有机物，得到净水。本发明另一方面提供一种井下处理矿井水的装置，包括井下水仓，固液分离装置，油水分离装置，超滤装置和控制装置。本发明方法对矿井废水中的各项有机物去除效果明显，经本发明处理后的矿井废水各项污染物浓度均有明显下降，去除率较高。本发明装置和直接布置在煤矿矿井下，矿井水经处理后直接用于井下回用，极大地节省了废水处理的投资和运行费用。