工作面支护技术与液压支架设计
基于支架与围岩强度、刚度、稳定性耦合作用机理先进理论，把开采工艺、液压支架与围岩耦合控制和机电现代设计方法融为一体，自主开发的具有国际领先的液压支架三维动态设计软件系统和液压支架动态优化设计软件，由静载计算升级为动态耦合计算。运用三维动态优化设计方法，实现液压支架设计的先进性、合理性和可靠性的协调统一，确保了计算结果的正确性。
工作面特殊支护产品研制
2002年天地科技开采设计事业部首次研制了大变形巷道两列式超前液压支架，应用于山东淄矿集团岱庄煤矿成功解决了巷道冒顶和底鼓变形问题，通过对超前支架支护系统适应性和可靠性研究，开发适应不同地质条件和设备配套能力的巷道支护产品，提高支护作业的自动化智能化水平和支护质量，更好的保障工作面安全高效生产。研制的超前支架在山东兖矿、山西阳泉、甘肃华亭、陕煤集团等200多个矿区成功应用。
工作面总体配套设计及设备选型
基于地质条件、矿井设计等综合要求，完成工作面开采条件分析与采煤工艺参数确定，以安全可靠、能力匹配、技术先进、条件适宜、经济合理和通用互换等原则确定工作面生产系统中各设备（“三机一架”、供液、供电和智能化系统）型号、参数及配套关系，确保综采设备间几何关系、结构尺寸配套合理、作业协调连续，对采煤工艺适应性强、可靠性高。实现综采设备“统一选型、统一采购、统一调剂、统一储备”的专业化集中管理，资源共享，提高设备流转使用效率，降低库存。
基于40多年来对我国工作面设备选型配套的研究与实践，主导建立了我国综采综放成套技术标准体系，承担完成了全国70%以上煤矿的综采工作面总体配套和液压支架设计任务，每年承担综采工作面设备总体配套和液压支架设计等项目约200多项，累计完成综采工作面总体配套超过2000项。主持起草了《煤矿综采工作面总体配套导则》、《薄煤层综采工作面总体配套技术条件》、《中厚煤层综采工作面总体配套技术条件》、《大采高综采工作面总体配套技术条件》、《综采放顶煤工作面总体配套技术条件》等10余项总体配套系列国家标准。