1.一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验装置，包括式样、加压系统和压裂系统，其中，加压系统包括空气压缩机(1)、胶管(2)、高精度气压表(3)、接头(4)，亚克力管(5)、固定支架(12)、可调角组件(13)、可拆卸底座(17)、特制切槽工具(21)，压裂系统包括水箱(7)、微量注射泵(8)、高精度流量计(9)、高精度水压表(10)、注水管(11)以及压裂杆(6)，其特征在于：所述的式样使用透明的明胶式样(16)，所述的加压系统由空气压缩机(1)提供气压对所述的明胶式样(16)进行加压，使用透明的亚克力管(5)、硅胶(14)、透明的热收缩膜(15)、可拆卸底座(17)组成放置所述的明胶式样(16)的实验容器，所述的亚克力管(5)的上下端与所述的热收缩膜(15)的上下端之间的空隙分别使用所述的硅胶(14)进行封堵，形成密闭的对所述的明胶式样(16)施加围压的空间，所述的空气压缩机(1)与所述的亚克力管(5)之间通过所述的胶管(2)和所述的接头(4)连接，所述高精度气压表(3)通过三通管件与所述的胶管(2)连接，用于监测所述的空气压缩机(1)对所述的明胶式样(16)所施加围压的数值；

所述的压裂系统由微量注射泵(8)提供液压对所述的明胶式样(16)进行压裂，所述的微量注射泵(8)一端连接水箱(7)，另一端通过两个三通管件分别与所述的高精度流量计 (9)和所述的高精度水压表(10)连接，用于记录压裂过程中的流量和水压，所述的微量注射泵(8)通过所述的注水管(11)与所述的压裂杆(6)连接，在所述的明胶式样(16)中使用实心圆柱体塑料杆(23)预制一个圆柱体形状空间(24)，模拟水力压裂钻孔，使用固定支架(12)中的可调角组件(13)，调整所述的实心圆柱体塑料杆(23)的倾角，使用特制切槽工具(21)在所述的圆柱体形状空间(24)预压裂段的孔壁位置切割出径向切槽(20)，作为水力裂隙起裂的人造弱面，压裂前，将所述的压裂杆(6)穿过所述的固定支架(12)中的所述的可调角组件(13)，旋转所述的可调角组件(13)使所述的压裂杆(6)的倾角与所述的圆柱体形状空间(24)的倾角保持一致，并将所述的压裂杆(6)放置于所述的圆柱体形状空间(24)中，所述的压裂杆(6)内嵌两组“O”型密封圈(18)，所述的压裂杆(6)的出水口(19)位于所述的两组“O”型密封圈(18)之间，调整所述的压裂杆(6)在所述的圆柱体形状空间(24)内的位置，使所述的压裂杆(6)出水口(19)所处位置与所述的径向切槽(20)位置保持一致。

2.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验装置，其特征在于，所述热收缩膜(15)可选用常见的POF热收缩膜、PVC热收缩膜以及PE膜。

3.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验装置，其特征在于，所述微量注射泵(8)、高精度流量计 (9)以及高精度水压表(10)可整合为一套具备实时监测流量和水压功能的高精度微量注射系统。

4.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验装置，其特征在于，所述特制切槽工具(21)可由L型剔牙工具代替。

5.一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配置明胶式样：将明胶粉末按照一定比例放入热水中，搅拌均匀至明胶粉末充分融化后，将明胶溶液倒入由亚克力管(5)、硅胶(14)、热收缩膜(15)、可拆卸底座(17)组成的模具中，液面与所述的亚克力管(5)顶部和所述的热收缩膜(15)顶部持平；

S2、预制水力压裂钻孔：将实心圆柱体塑料杆(23)穿过固定支架(12)中的可调角组件(13)，旋转所述的可调角组件(13)使所述的实心圆柱体塑料杆(23)达到实验预期的倾角后，将所述的实心圆柱体塑料杆(23)放入明胶溶液中，最后将盛有明胶溶液的由亚克力管(5)、硅胶(14)、热收缩膜(15)、可拆卸底座(17)组成的模具、所述的实心圆柱体塑料杆(23)、所述的固定支架(12)放置于冰箱中冷藏；

S3、预制径向切槽：从冰箱中取出盛有已凝固为明胶式样(16)的由亚克力管(5)、硅胶(14)、热收缩膜(15)、可拆卸底座(17)组成的模具、实心圆柱体塑料杆(23)、固定支架(12)，将所述的实心圆柱体塑料杆(23)从所述的明胶式样(16)和所述的固定支架(12)中取出，得到圆柱体形状空间(24)，使用特制切槽工具(21)在所述的圆柱体形状空间(24)预压裂段的孔壁位置切割出径向切槽(20)，作为水力裂隙起裂的人造弱面；

S4、安装压裂杆：将压裂杆(6)穿过固定支架(12)中的可调角组件(13)后，放入明胶式样(16)内的圆柱体形状空间(24)，调整所述的压裂杆(6)在所述的圆柱体形状空间(24)内的位置，使压裂杆出水口(19)所处位置与所述的径向切槽(20)位置保持一致；

S5、连接加压系统对明胶式样施加围压：将空气压缩机(1)通过胶管(2)、接头(4)与亚克力管(5)连接，将高精度气压表(3)通过三通管件与所述的胶管(2)连接，启动所述的空气压缩机(1)对明胶式样(16)施加围压，观察所述的高精度气压表(3)显示数值，调节所述的空气压缩机(1)阀门使所施加围压达到实验预期数值；

S6、进行水力压裂实验并记录相关数据：将微量注射泵(8)一端与水箱(7)连接，另一端通过注水管(11)与压裂杆(6)连接，使用两个三通管件分别将高精度流量表(9)和高精度水压表(10)与所述的注水管(11)连接，用于记录压裂过程中的流量和水压，启动所述的微量注射泵(8)对明胶式样(16)进行水力压裂，期间透过透明的亚克力管(5)和透明的热收缩膜(15)对水力裂隙起裂、扩展的全过程进行视频记录，压裂完成后打开可拆卸底座(17)取出所述的明胶式样(16)进行拍照记录。

6.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，所述的步骤S1中明胶粉末与明胶溶液的重量比为4％‑20％。

7.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，所述的步骤S2中实心圆柱体塑料杆(23)倾角为45‑90°。

8.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，所述的步骤S2中明胶溶液放置于冰箱中冷藏温度为2‑5℃，冷藏时间约为24h。

9.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，所述的步骤S3中将特制切槽工具(21)与手电钻通过螺纹接头(22)连接后，将所述的特制切槽工具(21)放入明胶式样(16)内的圆柱体形状空间(24)，开启手电钻制作径向切槽(20)。

10.根据权利要求5所述的一种模拟煤矿坚硬顶板岩层水力压裂的实验方法，其特征在于，所述的步骤S5中空气压缩机(1)所施加围压为1000‑5000Pa。