1. 采矿岩石力学：建立了深部煤岩组合体非线性破坏理论，提出了一个新的岩石微破裂密度不变特征参量；理论证明了Hoek-Brown经验破坏准则，找到了深部岩石脆-延转换的理论临界点，得到了Hoek、Brown两位院士本人的引用及积极评价，认为这一成果是近25-30年有关Hoek-Brown准则最好和最有价值的论文之一。

2. 岩层移动模型：揭示了采动岩层多尺度渐进破断机理，建立了岩层整体移动“类双曲线”模型，实现了井下采矿岩层破断与井上地表沉陷模型统一。该模型将地表漏斗形沉陷与工作面顶板倒漏斗形破断建立起统一的联系，解决了采矿岩层移动没有统一模型的难题。该成果应美国西弗吉尼亚大学彭赐灯院士和安徽理工大学袁亮院士等邀请在国际岩层控制会议做学术报告。

3. 围岩控制技术：开发了围岩纳米粘土注浆材料，开发了采矿不连续变形模拟分析系统MDDA，提出了深部大断面巷道全空间协同控制成套技术，实现了采矿巷道支护设计由传统的经验判断为主向精细计算分析、支护设计、施工一体化的转变，有效控制了深部围岩大变形。该技术广泛在潞安、阳泉和淮南等30多个矿区成功应用，取得了明显的经济和社会效益。