本发明提供了一种高硬度高矿化度煤矿矿井水资源化预处理方法，首先进行混凝澄清处理，然后与碱剂等混合进入化学结晶循环造粒流化床在pH值为8.8~9.2的条件下进行除钙处理，并回收反应生成的CaCO3结晶颗粒，将出水进一步过滤后调节pH值至7.8~8.3，再进入钠离子交换器进行除镁处理，利用树脂对镁离子进行浓缩富集。钠床出水进入后续深度处理系统，钠床再生废水经高密度沉淀池絮凝沉淀反应后得到富镁污泥。本发明还提供了一种高硬度高矿化度煤矿矿井水资源化预处理装置。本发明提供的预处理方法工艺流程简洁、成本低、软化效果稳定，可以实现钙、镁离子分步回收，达到资源化利用目标，且与膜法结合可实现高硬度高矿化度矿井水零排放。