回收矿井残留的煤柱资源具有重要的社会与经济价值,这对煤炭资源利用率的提高和矿井寿命的延长都有很大的意义。但是对于残留保护煤柱形成的工作面来说,煤柱受两侧工作面的采动影响,煤体内应力集中程度大,这又将致使煤柱工作面回采巷道维护困难。针对矿井保护煤柱回收问题,将大阳煤矿万里井大巷煤柱工作面作为研究背景,本次论文从理论、模拟和现场等多种角度进行综合性分析,系统研究煤柱工作面一侧三个典型的不规则采空区影响下,煤柱内支承应力和塑性区分布规律、煤柱工作面回风巷合理位置、支护技术以及进行工业性试验。本文主要研究成果如下:(1)通过理论分析得到大巷煤柱内集中应力峰值影响范围以及煤岩体受应力峰值的破坏特征。利用数值计算的方法,研究得到不规则边界采空区条件下,残留煤体中的应力和变形变化规律,与规则边界采空区条件下进行对比分析。(2)通过数值模拟方法,模拟三种典型不规则采空区开采后,试验工作面内垂直应力、剪切应力及塑性区的分布特征。看出不规则采空区中多个尖点的存在使得煤体中应力环境较为复杂,集中分布范围及集中程度在垂直煤柱工作面推进方向上错落分布,且采空区之间出现应力叠加。综合分析了各处应力集中区特征,为巷道的布置提供依据。(3)运用数值模拟方法,综合分析巷道掘进和煤柱工作面回采期间,不同煤柱宽度下,巷道围岩应力、变形特征。确定了护巷煤柱宽度设计为7m,并为之后支护参数方案提出部分段进行加强支护。(4)给出支护方案并进行工业性试验。在试验巷道掘进期间进行观测,结果显示巷道支护参数安全可靠,有效控制了围岩变形。