本发明涉及一种矿井瓦斯气的分离液化方法及设备。其技术方案是：将矿井瓦斯原料气压缩净化，除去原料气中的杂质，得到压缩净化的矿井瓦斯气；将压缩净化后的矿井瓦斯气通入换热器，使其温度冷却到摄氏负82.5度以下；将冷却后的矿井瓦斯气通入一个分馏塔的中部，所述分馏塔的底部设有蒸发器、顶部设有冷凝器；在分馏塔顶部得到高纯度的低温空气，分馏塔底部得到高纯度的液态天然气；将从分馏塔顶部分离出的低温空气引入换热器中作为制冷气回收冷量。本发明的方法和设备避免了在低温下生产氮气并且采用空气回热的方法，设备结构简单，降低了能耗，减少成本，更有利于大规模推广。