本发明提供一种高浓度尾砂料浆深度固液分离模拟实验装置，属于矿山尾矿充填技术领域。该装置包括料浆脱水杯、压缩脱水系统、剪切脱水系统、数据采集系统，压缩脱水系统包括卡槽砝码、承重圆盘，剪切脱水系统包括脱水网、传动轴、减速电机，数据采集系统包括扭矩传感器、压力传感器。料浆脱水杯内部上方设置压缩脱水系统，压缩脱水系统下方设置剪切脱水系统，料浆脱水杯底部安装压力传感器，剪切脱水系统的减速电机转轴处安装扭矩传感器。本发明提供的高浓度尾砂料浆深度固液分离模拟实验装置结构简单、操作简便，适用于高浓度尾砂料浆深度固液分离的系列研究，可用于研究压力、不同剪切力下的高浓度尾砂料浆深度固液分离规律。