本发明提供了一种通过火烧煤层提高煤层气产量的模拟实验装置及实验方法。其技术方案是设计了一套完整的填装煤岩、饱和甲烷、注空气、点火、燃烧、采气、计量等实验装置及实验方法。实验能够模拟煤岩在地下燃烧、加热煤层、并产生二氧化碳,提高煤层气解吸、扩散和渗流速率,从而提高煤层气井产量的过程和机理。本实验装置能够监测燃烧前缘推进的过程,监测不同位置的温度、压力,模拟地下温度场和压力场的变化;可以模拟并优化最佳的空气注入量、注气速度、采气速度、燃烧半径,模拟最佳的火烧煤层实施时机。本实验装置和方法能够模拟火烧煤层提高煤层气产量的机理和过程,并为矿场应用提供优化的技术参数。