一种煤层分步注水精准控制系统及注水方法，涉及煤层注水技术领域，该系统包括流量传感器、压力传感器、压注液粘度及PH值传感器、数据监测分站和连接电路，实现了数据监测的实时传输，还包括高压水泵、注水管、单向阀、流量控制阀和电控开关，实现了注水压力和流量的精确控制，还包括注液实时调配水箱，以及若干压注液改性药箱、抽液泵、压注液搅拌器、稳流控制阀、进/出水管路，实现了对压注液的物理性质实时调控，上述结构在不同注水阶段所需力学参数模型的基础上，将控制器控制各个部件的流程以程序语言的录入该PCL控制器，从而使本发明实现了分步注水压力及流量的实时监测与控制，优化各阶段所需改性压注液，提高了煤层注水防灾效果。