为提前发现矿井通风系统事故隐患，使矿井通风系统更加安全、高效、经济运行，本研究通过现场测试获得通风系统参数，依据国家相关标准，在国内外相关研究基础上，采用文献沉淀的方法，共从与之相关的54篇文献中沉淀出858个指标，进一步通过指标合并、删除、新增，建立了包括20个指标的初步指标体系。对初步指标体系中的指标进行相关性分析，KMO＞0.7且Bartlett球形检验值＜0.001，指标信息具有重叠现象，利用因子分析方法对初步指标体系进行指标约简，剔除因子载荷量较小的冗余指标，完成体系指标的筛选，构成矿井通风系统优化评判指标体系，最终指标体系共包含5个方面16个指标，其中包括矿井风阻标准度和风机运行合理度两个新增指标，并首次定量给出了三区阻力分布合理度、风机运转稳定性系数等指标的具体计算公式。为优选矿井通风系统改造方案，综合层次分析法AHP和（加权）秩和比法(W)RSR，构建了AHP-(W)RSR评判模型，并将所建立的指标体系应用到AHP-(W)RSR评判模型中，即可选出最优改造方案。本文以寺河矿通风系统改造为例，初步制定6类20种改造方案，应用建立的指标体系和AHP-(W)RSR评判模型，最终确定方案6为最优方案，与现场应用一致，证明该方法具有较大的可行性和普适性，为矿井通风系统优化优选改造方案提供了一个新思路。