随着浅部煤炭资源渐日趋枯竭,为了确保国民经济的可持续发展,必须要开发冲积层更为深厚的深部煤炭资源。当采用冻结法凿井时,井筒支护成为一大技术难题;同时,当采用冻结法修复位于冲积层中的破坏井筒时,为了尽可能保留井筒提升空间,内套井壁厚度应尽可能薄。据此,为解决冻结井筒的支护和修复难题,提出内层钢板高强钢纤维混凝土新型井壁结构,并采用理论分析,模型实验和数值模拟计算对该种新井壁结构的变形、应力及强度特性进行了研究。首先,根据弹塑性力学,对井壁截面的应力变形进行了理论分析,推导了井壁极限承载力计算公式。然后,在模型实验方面,通过高强钢纤维混凝土的配制实验,得到了冻结井筒CF80和CF90的材料及配合比;根据相似理论,推导了井壁模型试验的相似准则、确定了模型参数;通过对这一井壁结构进行模型实验,得到其应力和极限承载力大小;实验结果表明,内钢板和钢纤维分别起到了约束和增韧作用,内钢板高强钢纤维混凝土井壁结构较普通高强混凝土井壁结构脆性特征减少,表现出更加优异的韧性,更加安全可靠。在数值计算方面,采用ANSYS软件对内层钢板高强钢纤维混凝土井壁的极限承载力进行了数值模拟,得到了应力和极限承载力,与实验结果对比,二者数值较为接近。