En este estudio, se estableció un modelo de optimización basado en el método de índice de escala integral ponderada contrastiva generalizada. Este modelo proporciona los indicadores de evaluación de SO, NO, CO y TSP. También introduce de manera innovadora el gas, la sustancia más perjudicial en las minas de carbón subterráneas, en los indicadores de evaluación. Además, se utiliza el límite de concentración peligrosa obvio como la tercera concentración estándar del modelo. Se calculan los subíndices de escala y los pesos de SO, NO, CO, TSP y gas, lo que lleva al índice de escala integral. Finalmente, se determina el estándar de clasificación de la calidad del aire subterráneo. Se utiliza un frente de excavación subterránea en la provincia de Shaanxi como ejemplo para la evaluación de la calidad del aire. La calidad del aire es generalmente mala en los puntos cercanos al frente de trabajo, mientras que en los puntos alejados del frente de trabajo es generalmente mejor. Además, se proponen medidas de optimización de la calidad del aire para las áreas con mala calidad del aire.