近年来，在我国新的矿井建设中，遇见复杂特殊地层。井筒要穿过厚度不等、含水量较大、强度较低的岩层，给井筒的建设带来了很大的困难。开展冻结岩石力学特性、冻结壁与井壁在力学场与温度场等方面的相互作用机理研究，对于实现复杂特殊地层中冻结壁及井壁的合理设计和施工工艺的科学制定具有重要的指导意义。本文以彬长集团胡家河煤矿副井冻结井筒为工程背景，通过室内试验得到了砂质泥岩在不同温度与围压作用下力学参数的变化规律；对周围岩体、外层混凝土井壁和冻结壁分别按照弹性与弹塑性解析方法，得到了周围岩土体-冻结壁-井壁整个体系在井筒施工期间的力学相互作用关系的解析解；给出了冻胀力的弹性计算方法；确定了井筒在冻融阶段井壁的应力分量。运用ANSYS有限元数值模拟软件对冻结井筒的施工过程进行了模拟分析。模拟了开挖段高、冻结壁厚度和平均冻结温度对井帮位移的影响，研究表明：井帮最大变形量一般出现在距工作面1/2高度处，建议冻结壁内表面位移监测点设在1/2段高处；在卸载状态下，冻结壁径向方向径向位移在井帮处最大，沿冻结壁径向方向呈指数形式递减，若能及时施工外层井壁，即可限制整个冻结壁的径向位移。