在内蒙、新疆、宁夏、陕西等西部地区,该处多是胶结弱、强度低的白垩系富水软岩。在这些矿区进行冻结凿井由于缺乏理论依据和施工经验,冻结设计和施工控制仍采用中东部深厚表土冻结凿井设计参数,多次出现因爆破冲击造成的冻结壁失稳大量出水工程事故,严重影响施工进度,带来巨大经济损失,究其原因是这类软岩经过人工冻结后在动静荷载作用下的力学特性尚未钻研透彻。因此需要这类软岩在人工冻结条件下力学特性系统的研究,对西部矿区煤田巷道开挖设计与施工有一定的参考价值。本文以甘肃五举煤矿井巷冻结法施工设计为背景,通过对立井穿过的白垩系富水砂岩现场取样,在室内进行基本物理特性测试、单轴抗压、三轴抗压以及一维冲击试验,得到以下结论:(1)分析了西部煤矿地区地层特征、地质构造及水文地质等特性,试验研究了冻结软岩的物理参数及变化,深入分析了西部白垩系砂岩在不同温度下的比热容、热扩散系数等热物理性质,研究其影响因素和变化规律;(2)在不同温度条件下对饱和砂岩分别进行单轴、三轴压缩试验,以此得到其强度特性与温度的关系,并分析了弹性模量、泊松比等随温度的变化关系;(3)基于损伤力学理论分析了不同冻结温度条件下岩石的损伤行为,建立了白垩系冻结砂岩的损伤本构关系;(4)在室内对砂岩进行饱水状态下预加人工冻结,然后借助岩石类材料SHPB试验系统进行不同强度的冲击荷载试验,根据试验数据,分析了其动应力-应变曲线及动弹性模量、动载强度等变形规律,重点探讨不同冻结温度下岩石的入射能、反射能及透射能与应变率的关系,并且分析了能量与应变率及冻结温度的相关性。