蒙东煤电基地作为我国重要的煤炭、电力能源生产基地,对于保障蒙东乃至整个东北地区的能源保障具有重要作用。该地区生态环境脆弱,煤炭开采加剧了水土流失和草原荒漠化进程,矿区土壤质量差,复垦困难,同时周边电厂粉煤灰排放占据大量土地资源且造成土地污染。基于此,本文探索了以超声波改性后的粉煤灰结合秸秆粉末改良露天矿排土场土壤的可行性及相关参数的确定,并提供土壤改良的可行方案,提高露天矿排土场土壤复垦效果,实现粉煤灰综合利用。论文针对粉煤灰pH值较高,盐分含量过大,重金属超标等问题,设计超声频率、超声时间、超声温度三因素三水平正交试验,采用超声波对粉煤灰进行改性。通过响应面分析得到了不同改性条件对于粉煤灰各项参数的影响效果,提出了改性粉煤灰改良评价函数,得到了粉煤灰最佳改性条件。采用玉米秸秆粉末作为露天矿排土场土壤增肥材料,考虑玉米秸秆使用带来的化感效应,设计了不同浓度玉米秸秆浸提液,选择玉米、紫花苜蓿、大豆进行水培试验,探索得到了玉米、紫花苜蓿、大豆三种试验种子的萌发及其幼苗的生长受玉米秸秆浸提液影响存在差异,玉米秸秆浸提液浓度在0~20%范围内能够促进种子萌发及幼苗生长,浓度超过30%后起抑制作用,最佳促进点接近20%。采用改性粉煤灰、秸秆粉末与露天矿排土场土壤混合改良排土场土壤理化性质,通过实验室种植试验,得到了不同土壤配比对于植物发芽率、发芽势,幼苗根长、苗长,植物鲜重、干重及植物叶绿素等指标影响情况,确定了粉煤灰施加没有对植物造成严重的重金属二次污染,得到最佳的排土场土壤改良配比为70%露天矿排土场土壤+20%改性粉煤灰+10%秸秆粉末。提出一种季节性采排工艺,调节矿区采排顺序,为矿区复垦提供时间、空间准备。就粉煤灰结合秸秆粉末改良露天矿排土场土壤施工方式提出混合排弃、单堆多次拌和、分堆多次拌和及分层犁耕作业方式,通过综合比较,确定露天矿采用单堆多次拌和或分堆多次拌和结合分层犁耕作业方式实现露天矿排土场土壤改良施工。提出一种季节性采排露天煤矿水资源储存及调配方法作为保障工程,为粉煤灰改良后的露天矿排土场土壤复垦提供了水资源保证,实现了露天矿采-排-改-复一体化。