在煤炭燃烧、气化等过程中，煤炭颗粒的破碎存在于反应全过程中，煤炭颗粒在不同停留时间会发生不同原因引起的破碎，不同机理引发的破碎行为和颗粒粒径分布的变化规律也是不同的。然而不同停留时间下适用的破碎机理及模型尚未明晰。为了研究不同煤及半焦在不同停留时间下的破碎行为，以不同煤阶的无烟煤、烟煤、褐煤及其半焦为实验样品，在1473 K、氮气气氛中的管式炉中进行了高温破碎实验。此外，还通过ANSYS有限元分析软件建立了颗粒热应力模型，结合实验与数值模拟结果分析了不同煤及其半焦颗粒的破碎机理。热应力模型的结果表明，低挥发分含量的无烟煤和不同煤种的半焦，热应力引发的一次破碎应在受热后2 s内发生，高温破碎实验的结果亦表明这几种样品仅在进入反应器后的前2 s内发生了热应力破碎。烟煤与褐煤在10 停留时间内挥发分持续释出，发生了主要由脱挥发分引起的一次破碎。而烟煤半焦与褐煤半焦由于在预处理的热解过程中已产生较多薄弱联结，在6~10 s发生了明显的二次破碎，并且在实验后期两种半焦样品的破碎强度均大于其原煤样品。