1.一种急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：它包括模型架(1)，模型架(1)为箱状框体结构，模型架(1)的底部设有底板(18)，模型架(1)的左侧、后方、顶部以及底板(18)皆为钢板，顶部的钢板设有顶梁(17)，右侧为便于观察使用的透明亚克力板，前方设有多块可拆卸式侧护板(16)，多块可拆卸式侧护板(16)与模型架(1)通过顶梁(17)和底部钢板(18)连接固定；

模型架(1)底部设有急倾斜旋转装置，所述急倾斜旋转装置包括底座(15)，底座(15)一侧设有旋转支点(7)另一侧设有两支液压千斤顶(8)，其中底座(15)的旋转支点(7)与模型架(1)底板(18)前端活动连接，两支液压千斤顶(8)的顶部通过耳板与模型架(1)的底板(18)后端相连接，通过两支液压千斤顶(8)通过伸缩不同长度使模型架(1)通过旋转支点(7)旋转产生不同的倾斜角度；

模型架(1)内设有相似模型，相似模型包括设置在底部的急倾斜煤层(2)，急倾斜煤层(2)上方设有与模型架(1)等宽的上覆岩层(4)，上覆岩层(4)顶部与模型架(1)顶部钢板之间设有用以垂直指向相似模型施加压力的上覆岩层加载装置(11)；上覆岩层(4)下方在急倾斜煤层(2)的前端设有模拟下部巷道(6)，上覆岩层(4)下方在急倾斜煤层(2)的后端设有模拟上部巷道(5)，上覆岩层(4)下方在急倾斜煤层(2)的右侧设有一排液压千斤顶(8)向急倾斜煤层(2)左侧施加压力，上覆岩层(4)下方位于液压千斤顶(8)与模型架(1)右侧透明亚克力板之间设有模拟采空区(13)；

模型架(1)外侧设有圆柱漏斗形的矸石存储仓(10)，矸石存储仓(10)底部设有矸石运输装置(12)，矸石运输装置(12)通过模拟上部巷道(5)与模拟采空区(13)连通。

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：所述的模拟采空区(13)通过自溜充填布置矸石，形成采空区充填矸石(9)，采空区充填矸石量需使采空区(13)在矸石自溜充填的条件下充满。

3.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：所述旋转支点(7)上设有角度标尺(14)，方便观察模型架(1)的旋转的角度。

4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：所述上覆岩层加载装置(11)设置在模型架(1)顶部钢板与上覆岩层(4)间，上覆岩层加载装置(11)为面积与上覆岩层(4)匹配的加载水袋，加载水袋通过管路与可移动式水压泵连接，通过可移动式水压泵对加载水袋提供压力，实现对模拟地层顶部施加均布载荷。

5.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：模型架(1)的设计尺寸长×宽×高为2200mm×1500mm×1800mm。

6.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：两支液压千斤顶(8)的液压千斤顶最大伸长尺寸2000mm，可实现模型架(1)通过旋转支点(7)旋转，旋转角度在0‑60°之间任意调整，以模拟最大倾角为60°的急倾斜煤层。

7.根据权利要求1所述的急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置，其特征在于：矸石存储仓(10)尺寸为1000mm×500mm，其下侧通过矸石运输装置(12)和上部巷道(5)旁采空区(13)上部相连，其使用的矸石运输装置(12)的宽度为50mm。

8.一种使用上述任一权利要求所述急倾斜煤层采空区矸石充填三维相似模拟装置的模拟方法，其特征在于步骤如下：

a根据需要的相似比、采空区破断矸石的块度比将充填矸石破碎成相同级配的粒径，储存于矸石存储仓(10)中。

b根据采集到待模拟的实际急倾斜工作面的地质柱状图，结合模型架(1)的尺寸，设计合理的相似比，在液压千斤顶(8)完全收缩从而使模型架(1)平放的情况下根据相似比铺设相应的相似模型，相似模型包括急倾斜煤层(2)及上覆岩层(4)，并在上覆岩层(4)上设置上覆岩层加载装置(11)对相似模型进行加载，用以等效模型顶界至地表的覆岩自重；

c待相似模型风干之后，根据待模拟的实际急倾斜工作面的实际倾角调整液压千斤顶(8)的长度将模型架(1)旋转至相应的角度，从模型架(1)右侧透明亚克力板一侧沿急倾斜煤层(2)向左开挖出一定空间，然后将液压支架(3)紧挨急倾斜煤层(2)的煤壁置于该空间内，液压支架(3)的上部支撑空间内的上覆岩层(4)，掩护开采空间，用于模拟实际情况下液压支架(3)对开采空间的支撑掩护，结合实际急倾斜煤层工作面实际开采参数，对相似模型进行周期性的“开挖‑充填‑移架”，操作步骤如下：当模型开挖一个步距之后，此时的采空区(13)为液压支架(3)与煤壁之间相距的一个步距空间，对液压支架(3)后的采空区(13)进行充填，在尽量自溜充填满的模拟原则下使通过矸石运输装置(12)运输至采空区(13)的矸石在自重的作用下，在采空区(13)内向下滑落，不断充填采空区(13)，待采空区(13)充填满之后，按顺序将液压支架(3)向急倾斜煤层(2)方向移动完成移架，此时液压支架(3)向煤壁方向移动，并重新紧挨急倾斜煤层的煤壁。