针对四通煤业4102工作面回风巷开掘所面临的复杂动压、非对称应力分布等问题,结合具体工程实际需求,综合运用理论分析、实验室相似材料模拟实验、FLAC^3D数值模拟实验、现场监测等方法,研究了四通煤业4102工作面回风巷在不同护巷煤柱宽度下的围岩应力场的演化与变形规律,重点分析了4102工作面回风巷在未稳定采空区残余支承压力与工作面超前支承压力双重采动应力影响下的围岩变形规律,确定了合理的护巷煤柱宽度和安全经济的巷道支护方案。（1）通过现场采样,研究回采巷道围岩的岩石种类和力学参数,为进行相似模拟实验、数值模拟实验和巷道支护设计提供基础数据;根据采区的具体情况,检测已有巷道的松动圈深度,通过分析可得,已有巷道围岩松动圈范围在2.5-4 m之间,均属于大松动圈巷道。（2）利用DGS-4通道微机控制电液伺服相似材料试验台进行相似模拟实验,分别模拟护巷煤柱宽度为5 m、10 m、15 m、20 m、25 m和30m时回风巷围岩变形情况,得出随护巷煤柱宽度的增加,巷道围岩变形基本规律,采用XTDP三维摄影测量系统对观测点进行数据采集,运用相关联的XTDP数据处理软件对观测点进行处理分析,得到不同宽度煤柱尺寸下的围岩变形矢量图。矢量图分析结果表示:当护巷煤柱宽度为25 m与30 m时,巷道围岩变形量为203 mm与189 mm,符合工程实际要求,根据煤矿生产经济需要,初步确定护巷煤柱宽度为25 m。（3）通过FLAC^3D数值模拟软件进行数值模拟,对四通煤业4102工作面回风巷进行模拟,模拟了护巷煤柱宽度为5 m、10 m、15 m、20 m、25 m和30 m时的围岩应力场的演化与变形规律,得到了不同宽度护巷煤柱下的巷道围岩位移云图以及应力云图,以及各监测点的位移量。通过数据分析可得,随着巷道护巷煤柱宽度的增加,巷道逐渐远离高应力场,当护巷煤柱宽度为25 m时,监测点位移量均在200 mm以下,同时模拟了煤柱宽度为25 m时,工作面推进对于巷道围岩位移的影响,巷道围岩在承受工作面超前支承压力的影响下,围岩应力重新分布,但总体位移量仍在安全范围之内。（4）结合相似材料模拟实验与数值模拟实验,初步确定了4102工作面回风巷护巷煤柱宽度为25 m,并制定了全锚索支护方案,有效的减少了靠近采空区侧的巷道围岩变形,其中顶板左侧观测点位移量减少了37 mm（17%）。在现场选取了100 m的试验段进行现场监测,通过制定监测方案,分析监测数据,初步认定煤柱宽度与支护方案符合工程实际要求。