原位改性流体化采矿：本方向以多场耦合作用的孔裂隙介质传输理论为基础，借助相关领域科学技术，对矿产资源进行地下原位物理、化学与力学特性的改造，从而实现地下矿产资源与能源（包括伴生资源）的安全、高效、绿色开采与利用。主要研究煤层气、页岩油气、地热等新型能源开采理论与技术。围绕新型能源绿色高效开采，进行固-流-热-传质多场耦合作用机理及开采技术研究。依托原位改性采矿教育部重点实验室平台，自主研发系列仪器设备，产出系列高水平成果。

煤炭绿色高效开采：本方向围绕厚及特厚煤层、特殊难采煤层等开采领域的前沿理论、关键技术与工程问题进行研究与攻关，以生态环境小损害、微损害甚至零损害为目标，主要研究放顶煤开采、残采、充填开采、侵入煤层开采等开采理论与技术及其相应的安全保障技术。依托山西省绿色矿山工程技术研究中心，立足产学研合作优势，产出系列高水平成果，培养该方向领域的高水平人才。 

煤炭高效分选与综合利用：本方向以煤炭洗选为重点，兼顾金属矿选矿，注重煤化学与煤炭洗选提质的交叉与融合，涵盖矿物加工工程二级学科的基本内容。形成了以复合力场分选理论与设备、界面分选理论与设备、矿物加工检测控制与优化、煤加工利用化学、矿物材料为特色的研究方向。研制出旋流重选柱、流态化浮选机等分选设备，开发出煤泥高效浮选药剂和煤散料储运过程中的固化抑尘剂，形成了煤泥水高效处理技术和“两化融合”的选煤厂自动监控成套技术。

煤层气高效开采与矿井安全：本方向针对高瓦斯煤层、低渗透煤层、煤层气开发、甲烷冰合成储运等煤层气开采和矿井瓦斯防治领域的前沿性理论、技术与工程问题，系统地进行了一系列开拓性研究。提出了低渗透煤层水力割缝强化瓦斯抽采的方法，形成了“低渗透煤层高压水力割缝强化瓦斯抽采的成套技术与装备”的系统技术发明，获国家技术发明奖。

矿山压力与岩层控制：本方向研究领域：大采高采场岩层控制理论与技术、深部开采巷道围岩支护与控制技术、近距煤层开采岩层控制理论以及中厚煤层沿空留巷设计理论与技术。开展了浅埋薄基岩特厚煤层大采高超长工作面的矿压控制与理论研究和千米深井巷道围岩控制及快速建设模式研究，提出“三千矿井建设模式”；在晋西北多煤层矿区，承担了多项极近距煤层安全开采岩层控制技术研究项目；在潞安、晋城等矿区，开展了砌筑砼墙沿空留巷、采空区切顶护巷的科技攻关研究项目。