随着煤炭需求的增加,矿井建设逐步向深井方向发展,在深厚表土或岩石中建设井筒,冻结法是较为有效的建井方法。在冻结法井筒施工中,除遇到深厚土层外,近年来也遇到了富水岩层,而我国在冻结岩石相关方面的理论研究与实践经验都比较欠缺。开展人工冻结岩石的试验研究,探讨冻结岩石的相关物理力学特性对井筒冻结设计具有重要的指导意义。本文以陕西彬长矿区胡家河煤矿立井冻结工程为背景,选取了两种典型岩石,煤岩和砂岩,进行了系统的单轴、三轴压缩实验。通过实验,分析了煤岩和砂岩在不同冻结温度、不同受力状态条件下的力学特性和变形特性,并对他们的同一性和差异性进行了比较分析。在此基础上进一步研究了两种岩石的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比在不同低温条件下的大小和变化规律。在对砂岩的三轴实验中探讨了砂岩的三轴强度特性与围压和温度的关系,以此为基础通过莫尔~库伦准则得出了砂岩在不同低温条件下粘聚力和内摩擦角与围压和温度的关系。在分析国内外冻结壁外载的确定方法和冻结壁厚度设计方法的基础上,结合胡家河煤矿冻结工程实际,以弹塑性理论为基础,采用了卸载状态下冻结壁外载的确定公式,对其主、副井冻结壁的厚度、工作状态以及外载进行了计算和分析。对于冻结壁的设计有一定的指导意义。