溜井作为简化矿山提升运输的系统,具有生产效率高,成本低的特点,在金属矿山地下开采中应用极为广泛,是多阶段运输矿山实现矿(废)石高效低成本下向运输,确保矿山安全高效生产的重要工程。溜井系统的可靠使用,是确保矿山安全高效生产的关键。因此,揭示溜井中矿岩块的运动规律及其对井壁的力学作用机理,改善溜井结构及其支护方式,解决溜井稳定性问题,对矿山发展具有重要意义。本文以某铁矿主溜井为实际研究背景,依托于《溜井中物料运动特征及其对井壁的损伤演化机理》国家自然科学基金项目。采取理论分析、现场实测、相似实验、数据拟合相结合的研究方法,对主溜井卸矿时矿岩块的运动规律、井壁的破坏特征、破坏机理以及碰撞分布范围进行了研究,并对其影响因素进行了分析,论文的主要研究内容和成果如下:(1)依据空间运动学建立矿岩块运动模型,结合相似物理实验,研究了矿岩块在溜井中的运动规律,揭示了矿岩块的运动特征,得出了井壁的变形破坏是矿岩块冲击与剪切共同作用下的结果。(2)以接触力学为基础,研究了井壁的破坏特征,给出了井壁的弹性恢复系数与抗剪恢复系数的具体计算过程,揭示了冲击、剪切作用下溜井井壁的变形破坏规律,得出了矿岩块的体积和运动速度共同影响着井壁的弹性恢复系数和抗剪恢复系数。(3)以摩擦磨损学为基础,揭示了井壁的破坏机理,指出了溜井井壁受到冲击和剪切破坏实质是矿岩块对溜井井壁的微切削作用,二者间产生了磨粒磨损,得出了不同形状矿岩块冲击下井壁围岩体积损失的计算方法。(4)以矿岩块在溜井中的轨迹方程为基础,结合井壁的破坏特征和破坏机理,研究了溜井井壁的破坏分布范围的影响因素,得出了矿岩块运动速度大小和方向共同影响着井壁的初始碰撞范围,二次碰撞分布范围则与矿岩块及井壁的物理力学参数有关。