Los túneles de una sola cabeza en minas de metal subterráneas presentan altas concentraciones de contaminantes atmosféricos, flujo de aire caótico y baja eficiencia de difusión de contaminantes en áreas de gran altitud, lo que resulta en un deficiente intercambio de aire. Basado en la mina de cobre Pulang (China), se desarrolló un caso de dinámica de fluidos computacional utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes de Reynolds promediadas en el tiempo con un modelo de turbulencia k-omega para estudiar ciertos factores que influyen en el intercambio de aire de los túneles de una sola cabeza, y se combinó con un método experimental ortogonal para simular la edad media del aire (MAA) bajo diferentes condiciones de trabajo. Este estudio reveló la clasificación de la importancia de algunos factores en el intercambio de aire a través de un análisis de sensibilidad. La MAA generalmente aumenta con la distancia creciente entre el conducto y la cara de la cabeza y el diámetro creciente del conducto de suministro de oxígeno. La distancia y el diámetro óptimos de este estudio pueden reducir la MAA en un 14.7% y un 9.9%, respectivamente. Colocar el conducto de suministro de oxígeno y el conducto en el mismo lado y utilizar un conducto de diámetro interno de 800/1000 mm puede reducir efectivamente la MAA en un 6.7% y un 4.2%, respectivamente, en este estudio. Los hallazgos de este estudio pueden optimizar el intercambio de aire en la mina de cobre Pulang, y también pueden ser referenciados para la optimización del intercambio de aire en túneles de carretera o ferrocarril de gran altitud que se están excavando.