对煤矸石的分级分质加工利用是解决其大宗利用的有效方法之一，在前人对煤和矸石选择性破碎研究的基础上，以山西焦煤集团屯兰煤矸石为研究对象，重点对煤矸石分级分质利用进行研究，尤其是对煤矸石破碎后煤与石的分布规律进行系统研究。研究发现，煤矸石破碎后煤向细粒级富集，而石向粗粒级富集。屯兰煤矸石经过鄂式和锤式多重破碎和筛分分级后，每次破碎结果均呈现出粒度越小灰分越低发热量越高、粒度越大灰分越高发热量越低的分布规律。煤矸石的选择性破碎优先在煤矸石层理面与节理面发生，屯兰煤矸石通过选择性破碎，一次性破碎分级分质能获得高位热值为7.06~13.22 kJ/g的矸石电厂燃料，而多重破碎具有显著的分级分质效果，能分出高位热值为7.13~7.71 kJ/g的矸石电厂燃料，同时能制备出灰分高达83%以上、产率36%左右、压碎值低于30%的砂石骨料，对于煤矸石建材化的大宗利用和解决屯兰煤矸石的排放具有重要意义。