应用量子化学、量子力学理论及红外光谱、热重分析技术，实验研究了21个典型矿区570余种煤样的化学结构，揭示了煤对氧的微观吸附机理、煤有机大分子和低分子化合物与氧的化学反应机理，完成诱发煤自燃的活性基团排序图谱，发现煤炭自燃是由活性最大的含氮、硫、磷活性侧链基团与氧反应引起的，活性基团与氧吸附放热是导致煤炭自燃的原动力，建立了煤自燃量子化学理论。
       实验研究了国内主要矿区的易自燃、自燃和不自燃煤的化学结构，定义易发生氧化自燃煤增重阶段的活化能为着火活化能，建立煤炭自燃难易的着火活化能判定原理。发明了判定煤自燃难易新方法、测试装置及配套分析软件，为煤炭自燃防治技术决策提供依据。
       应用量子化学与配位理论及红外、热重分析技术，发现煤中各种活性基团与阻化剂无需从外界吸收能量即可形成配合物，降低煤与氧反应的活性，突破了传统认为的强盐吸水隔氧的阻化机理。开发了新型高效阻化剂PCF系列产品及喷注装备。对不同自燃等级的煤匹配不同阻化剂配方，降低了煤的自燃危险性，起到了煤自燃的治本作用。