我国褐煤资源丰富,目前已探明储量达1300亿吨,由于褐煤具有较高的水分（25%-65%）,所以需要通过干燥提质等手段提高褐煤的能量密度,实现褐煤的高效利用。在热冲击的作用下褐煤因为热稳定性较差,会发生破碎和粉化,这不仅会影响到干燥提质工艺的安全性和连续性,也会限制提质产品后续的存储、运输和使用。本文研究了干燥过程中褐煤孔结构及表面裂隙的变化,有助于对干燥过程中褐煤碎裂和粉化的调控,对实现褐煤的高效利用具有一定的指导意义。本文在细观尺度下研究了昭通褐煤和霍林河褐煤在干燥温度为120℃、200℃和280℃时孔结构变化。发现昭通褐煤的孔结构在干燥过程中发生了明显的变化,总孔容和各孔径（<10nm、10-100nm、100-1000nm、>1000nm）的孔容是随着干燥时间逐渐减少;各孔径的孔容比例方面,1000 nm以上的孔容比例随着干燥时间的延长增加,最终会达到90%以上,其他孔径的孔容比例逐渐降低。除此之外,当干燥温度高于200℃时温度对褐煤孔结构的影响效果减弱。而霍林河褐煤属于质地较硬的年老褐煤,在干燥过程中热冲击对其孔结构造成的破坏有限。通过制备三种不同含水率的褐煤样品,研究了褐煤水分赋存变化对孔结构特征的影响。在干燥过程中褐煤孔结构与水分会产生毛细管力,导致了褐煤水分氢核磁T₂图谱发生左移的现象,即水分流向更小的孔结构中;当褐煤100nm以上孔结构中不存在水分时,就不会产生毛细管力和发生左移现象。基于热力学模型计算干燥褐煤孔结构的分形维数,发现褐煤水分与分形维数的关系分三个阶段,每个阶段皆为线性关系,与干燥条件和褐煤初始水分无关。通过分析三种不同水分的褐煤在干燥过程中水分分布的变化,发现褐煤孔结构与水分产生的毛细管力导致了第二阶段线性斜率远大于其他两个阶段,并且当褐煤100 nm以上孔结构中的水分全部脱除后,水分与分形维数的关系进入第三阶段。褐煤100nm以上孔结构中的水在脱除过程中会对孔结构造成明显的影响。利用图像处理技术在宏观尺度下研究了干燥过程中褐煤颗粒的干燥特性和表面裂隙变化。褐煤颗粒在干燥初期水分会快速脱出,自身的原生裂隙会首先扩张,最终发育成大裂隙,并且温度越高原生裂隙的扩张速度越快。随着干燥的进行,褐煤颗粒的干燥速率开始逐渐降低,表面的裂隙也开始收缩,首先受到影响的是次生裂隙,部分次生裂隙会随着干燥时间的延长逐渐收缩直至消失。在干燥后期褐煤颗粒的水分和干燥速率趋近于零,并且表面裂隙不会无限制地收缩,相对裂隙率最终会维持在42.5%左右。基于非稳态传热理论建立了褐煤的传热模型,结合热应力理论和黏性流理论分析了各因素变化与褐煤颗粒表面裂隙的关系。模拟结果表明:在温度为473 K的干燥环境下,初始温度为293 K的褐煤颗粒（半径为10 mm）在500 s时内外温差达到最大,在3600 s时颗粒内外温度基本一致。褐煤颗粒内部的水蒸汽压力由内向外逐渐降低,并且与表面裂隙存在正相关的关系。褐煤颗粒外层的水蒸汽压力一直处于较低的水平;颗粒中心压力在1000 s左右达到最大值,此时褐煤颗粒相对裂隙率已经达到了最大值,并一直处于较高的水平;之后由于水分的减少,孔结构中水蒸汽压力也在减少,最终趋近大气压,这使得相对裂隙率逐渐减小并趋于稳定。褐煤颗粒的径向应力和切向应力各自的内外应力差是在600 s左右时达到最大。径向应力在整个干燥过程中始终为拉应力,而切向应力在内层为拉应力外层为压应力,其分界线随着干燥时间的延长由表面向内部转移,自700 s开始,稳定在1/2半径左右。根据褐煤颗粒热应力随时间和空间演化规律的分析可知,因热应力造成的裂隙会先扩张,后收缩,最终趋于稳定,这与褐煤颗粒表面裂隙变化规律类似。本文从宏观到细观两种尺度观察了褐煤在干燥过程中物理结构的变化,建立了干燥过程中褐煤损伤因素模型,探究了干燥过程中褐煤内部的损伤机制,为调控褐煤在干燥过程中的碎裂和粉化提供了思路。