本文以司马煤业有限公司二采区1208综放工作面为具体研究背景,综合运用实验室测试、现场实测、理论分析、数值模拟、工业性试验等方法针对工作面区段煤柱留设无依据的问题,对区段煤柱的尺寸留设进行了优化研究,主要取得以下研究成果:(1)通过实验室SANS实验机均进行抗压、抗拉、抗剪测试,得出3号煤层顶底板的煤岩力学参数。(2)煤柱尺寸未优化前的现场实测结果表明:1208运输巷顶板、煤柱帮、实体煤帮最大离层量都较小,锚杆起到了较好的锚固效果,围岩基本保持稳定,表明区段煤柱具有进一步优化的空间。(3)根据司马煤业3号煤层综放工作面的具体参数,以及现场实地调研对相关数据的收集,运用经验公式法、载荷估算法、弹性核理论计算法,结合现场实测侧向支承压力部分,为使得区段煤柱尺寸能保证巷道稳定,确保工作面正常生产,减少煤炭资源的浪费结合现场施工方便,初步确定区段煤柱的合理尺寸为25m。(4)针对不同区段煤柱尺寸条件下的数值模拟进行分析总结,在保证工作面安全回采、巷道支护状态良好的前提下,结合如今绿色开采的经营理念,提高煤炭资源的利用率与增加企业经济效益,确定区段煤柱尺寸为25m是合理的,能够保证回采巷道的稳定,有利于工作面正常回采。(5)通过对二采区1209工作面的工业性试验进行分析发现巷道表面位移量较小,无明显围岩变形,区段煤柱未发现压酥区,巷道的稳定性较好,区段煤柱能够起到很好的支撑作用。随工作面推进,锚杆(索)受力变化趋势比较明显,整体呈现上升走势,最大受力分别为140KN和390KN,锚杆最大受力超过其杆体屈服载荷,达到其杆体拉断载荷的90.9%;锚索最大受力为其拉断载荷的94.1%,但均有一定的富余量,充分发挥了锚杆(索)的高强支护作用,满足安全生产要求,采用原锚杆(索)的参数是能保证工作面正常生产的,区段煤柱留设尺寸为25m是合理的。