本发明公开了一种集约化井下煤矸分离系统及施工方法，属于煤矿井下煤矸分离及充填技术领域，集约化井下煤矸分离系统包括煤矸分离系统、煤矸运输系统、矸石破碎系统及充填料存储系统；煤矸运输系统包括原煤运输皮带大巷、入洗皮带巷、末煤皮带巷、精煤皮带巷、转运皮带巷、矸石入仓巷；煤矸分离系统包括滚轴筛、颚式破碎机、脉动跳汰机、精煤斗提机、矸石斗提机；施工方法为依次设置精煤皮带巷、精煤处理区、破碎分离区、转运皮带巷、预破碎区、入洗皮带巷及末煤皮带巷。本发明可简化矸石提升系统，有利于安全管理和降低成本，具有减少占用土地，减少固体废弃物污染，促进资源开发与生态环境协调发展等优点。