针对上层煤残留煤柱集中应力影响下，回采巷道布置难度大、支护困难等一系列问题，以中煤大同能源有限责任公司塔山煤矿30515综放工作面为背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，研究了上覆煤柱集中应力在底板的传递特征，30515工作面合理煤柱及巷道布置方式，围岩支护参数优化等。研究结果表明：在底板不同深度上，距离煤柱均布载荷越远，应力的分布范围越大，但影响程度越小。3-5号煤层巷道基本布置在距离上层煤底板20 m的层位，此时，上至上覆煤柱中心水平距离25 m以远煤柱应力集中的影响趋近于0。为了最大限度节约煤炭资源，30515大采高综放工作面的回采巷道可以采用沿空掘巷的方式进行掘进，经过计算区段煤柱留设宽度为8 m时,峰值应力小于煤柱的承载极限，煤柱完整性较好，回采巷道不会出现大的变形。锚网索+钢带的联合支护方式能够控制回采巷道围岩变形，30515运输巷在掘进过程中全程无明显矿压显现。研究结论对类似条件下巷道的支护提供了指导。