小凤山煤矿地处珠江水系上游支流涟江右岸。
矿区位于珠江水系与长江水系分水岭南坡，区内地形以中低山为主，内部多凹地和缓坡，境内碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍。
区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类。
碳酸盐岩主要包括石炭系上统滑石板－马平组的灰岩、二叠系中统梁山组、栖霞组、茅口组及二叠系上统长兴组灰岩及白云质灰岩、二叠系上统吴家坪组的含燧石灰岩以及三叠系下统罗楼组的灰岩等，碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗、岩溶潭、岩溶大泉等较发育，地下局部发育溶洞、暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这些岩溶水长途径流，最后以岩溶大泉、岩溶泉群或暗河等形式集中排泄于当地河谷中。
碎屑岩分布面积相对较小，主要包括石炭系上统滑石板－马平组灰岩中所夹的泥页岩、二叠系上统长兴组和吴家坪组中的粘土岩、三叠系中统新苑组的泥页岩、钙质页岩以及白垩系上统惠水组的泥岩、粉砂岩、砂岩等。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。