本发明公开了一种加卸载条件下煤系地层裂隙渗流模拟试验装置及方法，装置包括实验罐体、水压控制加载系统、围压加载系统、裂隙结构及变形测试系统和渗流特性参数测试系统组成。方法采用在试验罐体内填充煤系地层物理相似模拟材料和大尺度混凝土块体结构裂隙的方法，在顶板载荷、顶板水压力、可调节围压的条件下进行加卸载作用下煤系地层大尺度结构裂隙变形与渗流耦合作用过程物理模拟试验，获取或定量描述加卸载条件下不同粗糙结构裂隙宏观变形、饱和渗流及其相互耦合作用、裂隙渗流特性突变等多种机理与关键参数，能有效认识和揭示开采扰动作用下采动裂隙结构演化与渗流动力学特性，将会为进一步深入研究矿井水灾害机理与防治技术提供理论基础。