（1）煤炭地下气化围岩热固耦合多场演化规律研究。首次建立了煤炭地下气化窄条带开采热弹性基础梁理论模型，分析了燃空区周边围岩内温度场、应力场、位移场演化规律；提出了煤岩体热损伤范围以及温度场分布范围的确定标准和方法，基于包络线法得到了其具体数值，为气化炉采宽设计提供理论依据。

（2）煤岩体高温损伤特性研究。开展了煤岩体在不同温度边界条件下的热损伤特性研究，包括力学损伤特性、裂隙演化规律、微细观物化组构特征，揭示了受温度梯度分布的裂隙演化声发射特性规律及演化机理。

（3）不同煤种热解特性及二氧化碳反应动力学研究。开展了不同煤种不同温度水平下的热解产气规律，基于XRD、FTIR以及SEM等先进探测手段，揭示了煤体微细观结构与产气特性的内在联系；开展了二氧化碳在不同温度水平的反应动力学特性研究，揭示了高温碳与二氧化碳和水蒸气发生的非均相反应对煤气组分和热值的影响规律，得到了二氧化碳还原率、反应速率与还原区温度之间的对应关系，为地下气化煤气生产提供实验依据。

（4）煤炭地下气化大型三维相似模拟模型试验研究。自主研发设计了大型三维相似模拟模型试验装置，总填料体积16m³，开展了不同煤种、通道布置方式、气化剂配比条件下的地下气化三维相似模拟模型试验，揭示了出口煤气组分随气化剂配比的变化规律；通过试验炉解剖，直观揭示地下气化燃空区扩展与垮落特性、煤岩体烧变特性、污染物产出及扩散特性，为现场工程提供实验依据。

  （5）现场煤炭地下气化工程设计、施工与运行管理。从事煤炭地下气化现场工业性实验方面具有可行性研究、初步设计、施工设计以及现场运行管理。