庞义辉同志长期来一直从事采场围岩控制及煤矿智能化开采相关理论、技术、装备的研发实践，取得了系列研究成果，主持国家自然科学基金2项、宁夏回族自治区重点研发计划重大项目1项，主持/参与纵向、横向课题30余项，提出了基于应力状态与强度变化关系的上覆岩层三向采动应力扰动系数计算方法，揭示了采场上覆岩层三向采动应力旋转效应与时空演化规律；阐明了采场上覆岩层破断过程的“五阶段”观点，揭示了采场中部、端头、区段保护煤柱上覆岩层采动应力-断裂失稳-位移的映射关系。建立了静动载复合工况下液压支架与围岩的耦合动力学模型，提出了大采高液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制方法。提出了基于数据模型驱动的工作面顶板灾害智能预测方法，揭示了液压支架有效支护力与支护姿态自适应控制原理。

相关研究成果发表学术论文90余篇，第一/通讯作者获评领跑者 5000（F5000）顶尖学术论文6篇，出版学术著作7部；以第一完成人获评中国专利优秀奖；获评省部级一等奖4项、二等奖6项；授权国内外发明专利51项，申请国际发明专利2项（均排第1），制定国家标准1项，团体标准6项；授权软件著作权8件(均排第1)；获第28届孙越崎青年科技奖、北京市优秀博士毕业生、青年岗位能手、科技经营先进个人、优秀共产党员等多项荣誉称号；获评中国煤炭科工集团三级首席科学家，煤炭青年专家委员会委员，首批国家煤矿智能化专家等。