本发明公开了一种矿井内用液态CO2制冷防灭火一体化系统与方法，通过在区段进风巷中安设CO2蒸发器，高压液态在蒸发器中气化吸热，使CO2蒸发器降温并吸收巷道中的热量，实现井下工作面降温。液态CO2在蒸发器中气化吸收大量热量之后，进入气态CO2输送管道，由CO2压缩机将低压气态CO2压缩成高压液态CO2，由高压液态CO2输送管道输送至井下，实现CO2循环利用。液态CO2在CO2蒸发器中气化吸热降温后形成CO2气体，将部分CO2通过第一CO2释放管路注人采空区(氧化带)，从而抑制采空区煤的氧化自燃，并对采空区有一定降温作用。