本文以内蒙古杨家村煤矿2-2上煤层22采区综采工作面区段煤柱留设为背景,通过现场调研、理论分析、数值模拟实验、相似材料模拟试验与现场矿压监测相结合的方法,研究了浅埋煤层综采条件下侧向支承压力演化和区段煤柱留设问题,并在工程实践中得到验证,主要研究成果如下:(1)杨家村煤矿煤层赋存稳定,无瓦斯及突水危险;通过岩层取芯及室内岩石力学试验得知,煤层中赋存不稳定夹矸,试验得到各岩层力学参数;所得岩石力学参数为之后试验提供了依据。(2)通过相似材料模拟得到煤层开采顶板运动的弯曲、离层、断裂、垮落过程,监测了煤层开采关键层应力先升高后降低的演化趋势,得到了关键层断裂线位置;分析了杨家村煤矿地层结构,计算了煤层开采“砌体梁”结构的稳定性;分析关键层及上覆岩层破断失稳应力扰动影响;对模型施加水平应力观察到模型产生向上发展的裂隙,裂隙随着水平应力增加而经历产生、延伸、贯通的过程,多条裂隙相互贯通向上发展可影响至地表。(3)数值模拟动载荷作用下煤层开采不同阶段应力分布差异,根据应力演化曲线规律将动载荷作用侧向煤体应力演化分为4个阶段,各阶段内煤体塑性区总体呈现增加趋势,其演化曲线呈现类抛物线形式;流变状态下,随时间增加侧向支承压力应力集中系数呈现类抛物线形式降低,极限平衡区范围逐渐增加,侧向支承压力影响范围越来越小,得到了采空区上覆岩运动趋于稳定的时间及高弹性能应力集中的区域。(4)利用极限平衡理论计算煤层开采煤体塑性区宽度为5.3m,保持稳定最小理论宽度为9m,得到9m、12m、15m、20m四种不同宽度区段煤柱留设方案;利用FLAC3D模拟9m、12m、15m、20m四种不同宽度区段煤柱的稳定性,得出15m煤柱有利于保持巷道稳定性、有利于提供资源回收率,可以作为区段煤柱合理留设宽度;通过现场监测得出:15m区段煤柱塑性区范围及弹性区宽度,采动条件下巷道围岩变形数据,为今后煤层开采及类似矿井开采提供借鉴经验。