近年来,在我国新的矿井建设中,井筒因穿越含水量较大的软岩地层,造成井筒掘砌工程量、井筒造价增加,建井工期延长等情况时有发生,给井筒工程建设带较大困难。可见研究弱胶结软岩石冻结施工期间井壁温度场变化规律及变形机理,提出适合弱胶结软岩的井壁结构在冻结条件下的温度变化规律,在合理的冻结强度下确定最佳布孔方案并保证冻结壁交圈时间,控制掘砌段高与空帮时间对保证软岩冻结凿井施工安全具有重要的工程指导意义。论文以孟村煤矿为研究对象,通过对孟村煤矿软弱岩石物理力学性质进行理论分析,借助井筒全深范围内冻结温度场变化规律的监测结果,反演分析了孟村煤矿冻结凿井冻结软岩热参数,应用数值模拟分析了冻结法凿井温度场的变化规律、混凝土水化热对冻结壁强度的影响及凿井过程中冻结壁的流变变形规律。研究结果表明:该地层冻结条件下砂岩温度扩散系数kh=-0.317℃/d,砂质泥岩温度扩散系数kh=-0.213℃/d,利用该系数得到此地层所需开挖冻结时间为60～75天;通过线性回归得到了不同岩层的解冻温度扩散系数:砂岩kj=0.103℃/d,砾岩、泥岩砾岩互层kj=0.121℃/d,利用该系数得到此地层冻结壁回复至0℃所需要的时间约为180天。从冻结规律发现,各处岩土体温度主要经历缓慢降低→加速降低→速率趋缓→保持稳定四阶段;地下水的流动会带走部分能量使得冻结后后峰发展速度明显低于冻结前锋发展速度。研究成果不仅为彬长矿区软岩地层井筒施工提供科学依据,也为类似工程地质条件下的井筒施工提供经验借鉴。