① 发明调黏型聚羧酸减水剂和含有偏高岭土的复合矿物掺合料，实现了井壁高强混凝土良好的综合性能。该技术在主链上接枝疏水烷基酯侧链，具有疏水侧链结构的调黏型聚羧酸减水剂，通过阴离子吸附、静电斥力和空间位阻分散水泥颗粒，释放包裹自由水，疏水侧链形成的疏水溶剂化层进一步阻碍水泥颗粒对自由水的吸附，降低混凝土黏度40%以上，增大流动度，改善高强混凝土施工性能。偏高岭土中含有较多SiO2和Al2O3，颗粒尺寸小，具有良好的填充效应。偏高岭土还具有低需水量、高活性、低水化热等良好特性。利用偏高岭土这些特点，开发了新型复合矿物掺合料，该复合矿物掺合料具有早强性能好、低水化热、低收缩、低需水量特点，实现了井壁混凝土的低温高早强性能。
② 首次提出深厚冲积层冻结井壁结构设计应用大于C80混凝土轴心抗压强度设计值的取值方法，解决了强度等级≥C80混凝土在冻结井壁结构中应用的设计难题。采用固定棱柱体强度与立方强度的比值（0.82），脆性折减系数按线性插值法取值，首次提出＞C80混凝土轴心抗压强度设计值，突破现有规范的设计限值，安全性优于欧盟的取值，解决了煤矿井下应用大于C80混凝土缺少设计理论依据的难题。
③ 基于C80～C120混凝土的深厚冲积层冻结方案设计体系。在揭示深厚冲积层冻结井筒冻结壁温度场和混凝土井壁温度场的耦合作用规律的基础上，形成了冻结壁及井壁温度场有效调节与控制技术。首创性建立了基于C80～C120混凝土的深厚冲积层冻结方案设计体系，提出了冲积层厚度＞600m时，井帮温度取值，发明了冻结壁形成特性参数的动态分析方法，实现深井冻结壁和井壁温度场可调、能控，为安全施工提供保障。
