目前，山东、安徽、河南和河北等省开发的煤炭主要为深部资源，新建矿井穿过的表土层特厚，井壁承受的地压越来越大。为了减小井壁厚度，提高其承载力和耐久性，在特厚表土层冻结井中应采用高强高性能混凝土作为井壁材料。本研究针对深冻结井壁的施工环境和受力特性，提出了特厚表土层冻结井壁C80高强高性能混凝土的配制原则；通过试验对原材料进行选择，以获得配制高强高性能混凝土的优质原材料；在优选原材料的基础上，进行正交优化试验，对试验数据进行极差分析、方差分析以及回归分析，得出最佳配合比，同时通过验证性试验得出特厚表土层冻结井壁C80高性能混凝土最终配合比：对所配制的混凝土进行工作性能、力学性能和耐久性试验，并与C40普通混凝土进行对比；最后用实验所得的参数对C80高性能混凝土和C40普通混凝土井壁进行数值模拟计算。从而可知C80高强高性能混凝土井壁结构具有很高的承载力和耐久性能，可以合理地解决深冻结井的支护难题，它在特厚表土层冻结井中的应用是完全可行的。