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1953年，云南537隊開展云南省小龍潭普查工作時發現，在這個小盆地中沉積了200多米厚的煤層。小龍潭煤礦決定投入勘探。1958年，537隊完成任務并將勘探報告提交全國儲量審批時，根據當時水文地質局及煤炭部水文地質專家們撰寫的《評論書》，全國礦產儲量委員會將報告中的工業儲量全部降為遠景儲量。
20世紀60年代，因地方工業部門要求，原地質部、煤炭部、全國計委的水文地質專家經過研究，決定選水文地質情況相對簡單的江北井田補做點工作，形成了該煤礦的第二次補勘。
小龍潭盆地在云貴高原上，下凹很深，面積僅18平方公里。當地高原面標高是1500米以上，煤層分布在盆底浸蝕基準面標高1030米以下。南盤江橫切盆地，從煤面上流過。補勘區的盆地基底，是由巖溶發育的個舊石灰巖組成。煤層底板的隔水層在江南不穩定，有煤層直接蓋在石灰巖上。地表的泉水點多達100多個，平均每平方公里的泉水點近10個之多。小龍潭盆底及南盤江河谷是高原上大面積地下水匯水的總排泄區，匯向盆中的巖溶地下水年排泄總量高達4703多萬立方米。盆地基底石灰巖地下承受高壓水頭、水量，南盤江的高位流水，對將來低位露天礦坑的威脅就可想而知了。加之舊地質圖上沿南盤江河谷，劃了一條長達15公里的南盤江大斷層，直插江南的露天礦坑底部。有關區調報告還提出，斷層已影響到第三紀煤系地層，大有溝通江水與地下水的可能，還可能是一條現代的活動斷裂。
20世紀70年代后，云南地質十隊去小龍潭查清了礦區的水文地質情況，填出了300多平方公里的水文地質圖，找到了隔水層，隔斷了盆地西、南面地下水向礦區排泄的通道；在南盤江詳細地研究了舊灰巖與隔水層法郎組泥巖之間的接觸關系，以足夠的依據，否定了南盤江斷層。南盤江河床在礦區外4到5公里范圍內，都是位于隔水層法郎組泥巖之上，對江水倒灌進入礦坑，起到了一定的保護作用。隔水層法郎組泥巖，還隔斷了礦區東面地下水補給礦區的通道，實際上將來露天礦坑的受水面積不大，因此推翻了以往對礦區水文地質條件的認識；還進行了大型的群孔抽水試驗，證實了這里不僅不是不能開采的礦區，相反它是個很好的大型露天煤礦。另外，該隊在查清水文地質情況的同時，還在礦區西北發現F7逆斷層，增加礦區煤炭儲量2億多噸，使原僅有8億噸的中型礦區，成為10億多噸的大型煤礦，編制并提交的《云南省開遠縣小龍潭礦區江南井田水文地質工程地質補勘報告》，通過云南省礦產儲量委員會審批。
這些年，煤礦進行了4期擴建，2次技術改造，實現了利稅年平均10.6%和24.32%的速度增長，連續4年列入國家500強最佳經濟效益企業，成為年產400多萬噸煤炭的大型礦山，小龍潭露天煤礦采煤過程中的排水量與補勘報告中計算數量基本吻合。
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