Что-то типа того:
$matrix = [];
$x = 5;
$y = 4;
for($i = 0; $i < $x; $i++) {
for($j = 0; $j < $y; $j++) {
$matrix[$i][$j] = $i + $j;
}
}
$main = [];
for($i = 0; $i < $x; $i++) {
if (array_key_exists($i, $matrix[$i])) {
$main[] = $matrix[$i][$i];
}
}
var_dump($main);