煤岩内部充满大量随机分布的微孔洞、微节理和微裂隙等原生微缺陷，导致其力学性能和稳定性能具有明显的尺寸效应。中国各大矿区曾广泛采用房柱式和刀柱式采煤法开采地下煤炭资源，致使大量尺寸和形状各异的煤柱遗留井下。受采动和赋存环境等多重影响，遗留煤柱内部微缺陷发育、数量增多，致使其力学性能和稳定性的尺寸效应更加显著。国内外专家学者对岩石的尺寸效应进行了大量研究，取得了丰硕的研究成果，但对不同高径比影响下遗留煤柱的力学特征研究尚有不足，需进一步探索。
　　本文以取自晋华宫煤矿遗留煤柱的煤样为研究对象，综合运用试验研究和理论分析的研究方法，对同直径不同高度的圆柱体煤样进行单轴压缩试验，同步监测了加载全程煤样表面变形和声发射活动，获取了加载全程煤样的应力-应变曲线、表面散斑图像和声发射信息，分析了高径比对煤样力学特性、表面变形和声发射活动的影响。同时，基于对煤岩变形破坏过程中能量耗散特征的分析和计算，探究了高径比对煤样变形破坏过程中能量耗散的影响特征。主要研究成果如下：
　　（1）不同高径比煤样的单轴压缩过程均可划分为四个阶段：微裂隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙发育扩展阶段和峰后破坏阶段；煤样抗压强度和峰值应变随高径比增加而降低，且随高径比增大，抗压强度的增幅逐渐降低；提出了一种不同高径比煤样单轴抗压强度预测模型，并利用该模型对文献中不同高径比石膏和红砂岩试样单轴压缩实验数据进行拟合，验证了该预测模型的合理性和适用性。
　　（2）不同高径比煤样表面位移场随加载的进行均逐渐呈上、中和下分区分布，加载初期煤样表面位移集中区分布随高径比增大而趋于散乱，最终呈上、中和下分区分布的时间也越晚；高径比对煤样表面应变场的变化无明显影响，但煤样表面局部应变集中区的分布与煤样最终破坏状态对应良好。
　　（3）不同高径比煤样的声发射计数、累计计数、声发射能量和累计能量的演化特征与应力-时间关系曲线的相关性较好；对应于煤样变形破坏过程的四个阶段，单轴压缩下煤样声发射活动依次可视为平静期、相对活跃期、活跃期和衰弱期，声发射活跃期可作为预测煤样失稳破坏的前兆信息；声发射活动平静期产生的声发射信号较少，声发射累计计数和累计能量与煤样高径比呈正相关关系；绝大部分声发射活动在声发射活跃期产生，但该时期内声发射累计计数和累计能量与高径比呈负相关；声发射事件点产生和聚集较好的反演了煤样内部微裂隙压密、发育、扩展和联通，最终形成宏观破裂面的破坏过程。
　　（4）在变形破坏过程中，煤样所吸收的总能量、弹性变形能和耗散能随高径比增加呈幂指数降低，且随高径比的增大，各能量值的减小幅度逐渐降低。