综采工作面是一个由人、机、环境组成的、空间分布复杂的系统。在这一复杂的人机环境系统中,作业人员受井下温度、湿度、噪声、照度等复杂环境的影响,生理、心理存在较大的不稳定性和难控性,易引发事故。因此,研究综采工作面环境因素与人因事故关系,对有效预防事故发生,提升安全生产水平具有重要理论意义和实际应用价值。本文首先针对煤矿综采工作面作业环境的主要影响因素(温度、湿度、噪声、照明)对作业人员生理、心理的影响进行了理论分析。针对上述主要环境影响因素,对综采工作面的环境场进行数值模拟,得到环境场的分布规律。采用实验室模拟的方法建立了各环境因素与人体生理心理指标(收缩压、舒张压、心率、呼吸率、体温、率压积和疲劳度)的回归模型。其次,基于功能函数以及蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法,对作业人员的可靠度进行研究;确立了综采工作面不同环境下人的可靠度。结合平煤一矿实际,对综采工作面作业人员的生理指标进行测量,基于人体生理指标阈值以及所测得的主要敏感性指标,研究了作业人员安全劳动时间。最后,基于人的可靠度功能函数和安全劳动时间,建立了作业人员生理指标可靠度预警系统。本论文主要研究成果和结论如下:(1)基于COMSOL数值模拟软件,分别对综采工作面内的风速场、风压场、湿度场、温度场和噪声场进行了数值模拟,得出风速场、风压场、湿度场、温度场和噪声场分布规律。基于DIALux对工作面照明进行了模拟计算,提出了井下综采工作面照明灯具合理布局模式。(2)建立了温度、湿度、噪声和照明单一环境因素与人体各项生理心理指标(收缩压、舒张压、心率、呼吸率、体温、率压积和疲劳度)的回归模型,研究了环境因素与各生理指标的影响关系;进而建立了多环境因素与人体各项生理心理指标的回归方程,确立了各环境因素对生理指标的影响关系。(3)构建了基于功能函数的人的可靠度模型,给出了作业人员可靠度计算公式,计算了综采工作面不同环境下人的可靠度。结合综采工作面环境场数值模拟结果,得出机巷区域、采煤机区域和风巷区域的可靠度分别为:0.9931、0.9705和0.9892。(4)在平煤一矿进行现场实测,对综采工作面不同环境下作业人员多种生理指标进行了敏感性分析,得出对环境敏感性最大的四个生理指标,分别为:率压积、收缩压、舒张压和心率。通过建立作业人员生理指标的灰色GM(1,1)预测模型,计算得到各生理指标随时间的变化规律,基于医学界定的生理指标阈值计算出作业人员的安全劳动时间为5.8小时,为井下作业人员科学的工作时长提供了理论依据。(5)基于可靠度模型和预警系统理论,结合大数据分析方法,建立了系统的作业人员安全预警体系,实现了对人的可靠度的准确预警。