为解决厚煤层综放工作面区段煤柱失稳破坏问题，保障采掘工作正常接续，以韩城矿区桑树坪二号井3304工作面区段煤柱为研究对象，建立力学模型求解确定塑性区宽度，采用FLAC3D数值模拟研究工作面侧向支承压力分布规律，综合分析不同宽度区段煤柱主应力差分布特征，据此针对性提出区段煤柱补强支护方案，并开展工业性试验，试验回采期间巷道围岩收敛量均处于允许范围内。研究结果表明：在工作面前方，现有宽度为10m的区段煤柱稳定性较好，煤体具有一定承载能力，但在工作面推采后，仍不可避免存在大范围片帮问题，根据煤柱帮变形破坏特征，在原有支护参数基础上，提出巷道煤柱帮锚索补强支护，可有效减少巷道两帮收敛变形，实现巷道围岩稳定性及次生灾害的综合控制。研究结果对类似开采条件下综放工作面区段煤柱稳定性控制具有一定参考价值。