近年来,随着煤炭生产矿井浅部资源渐趋枯竭,为了确保矿井可持续发展,两淮矿区多数矿井需要实施安全改扩建工程、新建深立井井筒。这些新建井筒具有井筒深、直径大、穿过深厚冲积层含水丰富。当采用冻结法凿井时,设计的井壁厚度大、混凝土强度高,混凝土水化热大,在内、外大温差和约束作用下,井壁混凝土极易产生温度裂纹,从而给井筒的安全使用带来威胁。据此,为解决深冻结井筒的渗漏水难题,本论文采用现场实测、理论分析和模拟实验相结合的方法,对深冻结井壁混凝土温度裂纹产生机理及其抗渗性进行研究,为井筒的防治水工作提供基础。首先,以顾桥煤矿东回风井为工程背景,选取监测水平,对冻结段外层井壁的受力、变形和温度进行了现场实测工作,结果表明,竖向钢筋应力和混凝土竖向应变受拉严重,井壁极易产生环向温度裂纹。然后,根据弹性力学和热力学原理,对冻结井壁在约束条件下的温度应力进行了分析,推导了温度应力公式,分析了在冻结法凿井过程中井壁混凝土温度裂纹产生机理,并指出该裂纹对冻结井壁防治水工作十分不利。最后,通过模拟实验,对冻结井壁混凝土温度裂纹抗渗特性进行了研究。实验分为二个部分:(1)制作含有模拟温度裂纹的标准抗渗试件,进行抗渗试验研究,结果表明,抗渗特性主要取决于裂纹性质,与混凝土强度关系不大,贯通裂纹对井壁抗渗影响极大;(2)制作含有模拟温度裂纹的圆柱体试件,通过三轴渗透性试验分析了水压和围压对裂纹渗透性能的影响。结果表明,当控制轴压和围压一定时,混凝土裂纹的渗流速度随水压的增大而逐渐增大。而控制水压和轴压一定时,混凝土裂纹的渗流速度随着围压的增大而减小。