目前,大多数金属矿山主溜井长期面临着井壁磨损、冲击破坏,为了有效解决该问题,于是从问题的本质着手,开展高溜井卸矿结构优化及稳定性研究。本文以安庆铜矿21#主溜井为研究对象,采用现场调研、理论分析、模型实验、数值分析相结合的研究方法,提出了一种新型的高溜井卸矿口优化结构:砥柱式缓冲分流溜井卸矿口结构,并对该新型结构中砥柱稳定性进行分析,取得了以下研究成果:首先,基于散体运动学理论,以及结合安庆铜矿围岩力学参数与实际卸矿情况,建立主溜井卸矿模型,计算出矿石与主溜井井壁第一次发生碰撞位置,对于后续主溜井卸矿结构优化提供了理论依据。然后,根据相似理论,制作砥柱相似模型,并在砥柱内部预埋应变片元件,在浇筑模型之前,对相似材料力学参数进行验证,符合相似比,再模拟不同高度的上部溜井卸矿对砥柱稳定性的影响,得出了砥柱内部应变变化规律,优化了上部溜井的合理高度。最后,通过数值分析模拟不同半径的分支溜井对砥柱稳定性的影响,根据总体位移、应力、塑性区的变化,综合分析得出有利于砥柱稳定性的分支溜井合理半径。