Впервые в мировых литературных источниках проанализирована парадигма математического моделирования процессов переноса импульса, массы и тепла в шахтах и рудниках. Рассмотрены модели процессов переноса в горных массивах и выработках, выявлены их сходство и различие для технологических и аварийных режимов. Сделано обобщение и сформулированы задачи дальнейших исследований (свыше 170-ти). Охарактеризованы принципы построения теоретической геотеплофизики. Раскрыта сущность понятий науковедения, геологии и геофизики, горных наук, теплофизики. Предложены модели развития парадигмы шахтной теплофизики, линейные теплофизические модели, модели-аналоги. Внимание уделено тепловому режиму выработок, влаго- и метанопереносам, а также влаго- и теплосодержащим, однородным изотропным массивам.

Изложены и обобщены теория и практика физики горных процессов. Рассмотрены вопросы строения угля, равновесных фазовых состояний и массопереноса в системе уголь - метан и потери её устойчивости. Приведены результаты экспериментальных исследований угля и пород методом ядерного магнитного резонанса. Проанализированы особенности горных пород и угля в объемном поле сжимающих напряжений. Освещен генезис газов, определена зависимость выбросоопасности угольных пластов (УП) от минеральных включений, описан электромагнитный метод дегазации УП, раскрыты физические основы трансформации трещиновато-пористой структуры угля при воздействии волны разгрузки, приведен прогноз выбросоопасности УП и песчаников.

Описаны экспериментальные исследования по пробиванию стальных пластин разной толщины импульсной струей жидкости высокой скорости. Для получения импульсных струй жидкости используется гидропушка с пороховым приводом. В экспериментах измерялась скорость головы струи перед ударом о пластину. Измерения проведены при помощи специально разработанного бесконтактного лазерного измерителя скорости. В отдельных опытах скорость головы импульсной струи достигала 1300 м/с. По результатам пробивания отверстий в пластинах делается заключение об эффективности импульсной струи пороховой гидропушки в зависимости от расстояния до преграды.