随着科学技术的发展,大采高开采在厚煤层的生产中得到了广泛应用。针对厚煤层大采高开采,如何提高回采率,减少煤炭资源浪费,实现矿井的高产高效是煤炭行业工作者持续研究的课题。本文围绕区段煤柱合理尺寸留设这一难题,以小保当一号井为工程背景,对该矿112201工作面的合理煤柱参数进行了优化研究,结合理论计算、数值模拟及现场实测确定了该矿的区段煤柱合理尺寸,研究最终取得如下成果:(1)采用围岩强度测试,分析得出煤体强度为中硬;顶板砂岩强度中等稳定;底板岩层强度较高。(2)通过围岩结构观测得出了:煤柱浅部煤体存在明显的裂隙和破坏现象,但整体完整性相对较好。说明煤柱支撑效果良好,可以进行煤柱尺寸优化。(3)通过采用安全系数法和极限平衡理论两种思路,分析计算小保当一号井首采面护巷煤柱范围为18.68～24.17m。(4)对比15m、20m和25m不同宽度煤柱垂直应力分布及塑性区分布特征得出,25m和20m煤柱支承效果良好,且煤柱极限应力值接近,均可以提供足够的支撑强度,煤柱变形处于合理范围内。综合分析选用20m区段煤柱既能达到良好的支护巷道,又能提高煤的采出率,故优先考虑20m煤柱。(5)通过现场监测分析得出:巷道煤柱帮最大移进量为88mm;煤壁帮由于采用玻璃钢锚杆支护,支护强度较低,变形量相比于煤柱帮更大;顶底板的相对移进量最大达到95mm,锚杆受力增幅在20kN以内,锚杆索受力有足够的富余系数。因此,将煤柱从25m降为20m后,巷道表面位移虽有增加,但增幅很小,围岩变形量不大,说明该煤柱优化结果具有可行性。本文研究成果为小保当一号井区段煤柱合理尺寸的确定提供了理论基础,并对类似开采条件下区段煤柱的留设提供参考。