以淮南市张集矿煤矸石充填复垦区为研究对象,选取不同覆土厚度的地块对其土壤理化性质及农作物长势产量情况进行研究,考察复垦地土壤及农作物中重金属含量,建立土柱模拟煤矸石充填复垦地在毛管水上升、降雨和蒸发条件下土壤水盐运移规律,通过现场调查和室内实验分析,揭示煤矸石复垦土壤理化性质变化规律,探寻煤矸石充填复垦最佳复垦模式,对土壤和农作物安全性进行评价,研究土壤水盐运移规律,为淮南乃至全国矿区煤矸石充填复垦区的复垦工作提供理论依据。分析结果表明：复垦地块土壤肥力低于对照地块,覆土厚度70-80cm的复垦地块土壤质量、农作物根长密度、长势、产量优于其它地块,为煤矸石充填复垦地最佳覆土厚度。土壤质量评价方法是内梅罗污染指数法,监测了10个土壤样品,属于Ⅰ类水平的样品有8个,属于Ⅱ类和Ⅲ类水平水平的样品各1个。10个小麦样品中,1个小麦样品受到中度污染,4个小麦样品受到轻度污染,2个小麦样品属于尚清洁水平,3个小麦样品属于清洁水平。评价煤矸石复垦地小麦中Cu、Zn、 Cd、Cr、As的暴露健康风险,Cu、Zn、As元素的暴露风险指数(RI)小于1,小麦样品为安全水平,Cd、Cr元素的暴露风险指数高于1,有健康风险。对三种覆土厚度的土壤-煤矸石充填土柱进行毛管水上升试验,覆土厚度45cm、65cm、85cm的土柱毛管水上升最大高度分别为47.00、46.37、44.81cm,未到达土壤层,不利于农作物生长发育。大气降水条件下,三种土柱不同深度处水势变化具有延迟性,均随降雨时间的延长而降低。在30天的蒸发过程中,三种土柱水势变化趋势相同,10天前土壤水势增加缓慢,10天后,土壤水势快速增加,45cm覆土厚度的土柱上层覆盖土壤水势高于其它土柱。三种覆土厚度土柱土壤盐分含量在毛管水上升和大气降水作用下,有显著的累积作用,且盐分累积位置与毛管水上升高度有关。蒸发条件下,土壤盐分含量有向上层迁移的现象。