西安科技大学平面物理相似模拟架自从1965年建成以来,进行了大量的相似模拟实验,随着时间的发展,其缺点也逐渐暴露出来。由于结构上的缺陷,使制作的相似模型与设计模型存在一定的差距,对实验结果影响比较大。因此相似模型架在采用相似模拟技术研究岩层控制上具有重大意义,相似模型和原型的相似程度是实验可靠性的关键,而合理的物理相似模拟架是进行相似模拟实验的基础、前提。本文针对西安科技大学平面物理相似模拟架,应用相似理论,结构力学,材料力学等学科知识,对3米物理相似模拟架结构进行具体分析。针对相似模拟架槽钢长期受力,长期使用过程的变形,运用机械原理,机械设计对原有装置的夹固结构重新做了的设计,采用不在槽钢钻孔的新型夹固方式,使槽钢承受载荷方式更加合理化。并根据采矿发展现实情况、实验室进行倾斜煤层物理相似模拟实验的装置落后的现实,在相似模型架上增加倾斜装置,使新的相似模型架多功能化,可进行各种倾斜的煤层相似模拟实验。运用连杆机构原理设计了合理的连杆倾斜装置,设计了合理的液压回路,通过液压回路系统控制实验装置的倾斜、回落,保证在模型架在制作模型完成后平稳的回落,不影响模型内部组织结构,保证相似模拟实验结果的准确性。最后对新型物理相似模拟架进行了力学分析验证。本论文的研究使相似模拟架在结构上更加合理,使制作的相似模型与理论设计原型更加相似,实验结果更加准确可靠。