本发明公开了一种大型真三维老空透水灾害模拟实验装置，设置实验平台，在所述的实验平台上固设加载机构；所述的加载机构内设置实验模型，在所述的实验模型表面固设加载组件，所述的加载组件端部设置位移传感器，加载组件与实验模型之间顶设重力传感器；实验平台带动加载机构模拟地层的倾斜角度。通过安装的位移传感器，位移传感器配合外界设备可以实时监测在油缸对实验模型施加压力的同时实验模型是否发生位移及其位移变化，在发生位移变化时，通过重力传感器得到产生位移时压力数据，实现大型真三维老空透水事故再现模拟，为老空透水事故分析鉴定提供科学依据。