2015年12月26日淩晨，石膏礦坍塌的第二天，前往井下探查坍塌情況的救援隊員帶回了井下坍塌和堵塞情況的詳細報告。結合玉榮石膏礦負責人提供的作業資料，事故救援指揮部確定了救援方案：井下打通兩條救援通道、從發生變形的4號井口下放單人罐籠、大口徑鑽機打孔救人等方式齊頭並進，爭取儘快將被困人員救出。
國家安全生産應急救援指揮中心副主任高廣偉介紹，為保障救援工作順利進行，救援指揮部累計調集一流礦山救援設備600余臺（套），設備水準為全國歷次礦山事故救援最先進；最多時有近千人參與營救。
然而，井下巷道不斷發生坍塌和冒落，掉落的石塊有的重達十幾噸甚至幾十噸，救援人員強行打通、修復支護的巷道遭到反覆破壞，掘進緩慢。
1月29日22點49分，隨著第4名被困礦工安全到達地面，被困在5號救生孔附近巷道裏的4名礦工全部順利升井。
此前，大直徑鑽孔救援兩次成功先例分別發生在美國和智利：2002年7月，美國賓夕法尼亞州奎溪煤礦發生透水事故，救援人員通過地面大直徑鑽孔，歷時77小時將被困80多米井下的9名礦工成功救援升井；2010年8月，智利聖何塞銅礦發生井筒坍塌事故後，利用地面鑽孔的方式，歷時68天將被困700多米井下的33名礦工成功救援升井。
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