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矿区赋煤地层为二叠系下统童子岩第一段和第三段地层，为一套滨海相与海陆交互相沉积岩组。39号煤层位于二叠系下统童子岩组第一段第一亚段顶界下25-35 m(平均31.0m)。
39号煤层顶底板特征基本一致、稳定。顶板岩性主要为细粉砂岩，次为细砂岩、粗粉砂岩及砂质泥岩，多呈深灰等色，细粉砂粒结构，含植物碎片、碎屑化石，介形虫、海扇类及瓣鳃类动物化石，并见有虫迹;底板岩性主要为细砂岩、细粉砂岩，多呈浅灰色，细粒砂状结构，小型板状交错层理，中厚层状构造，含单网羊齿、植物植根茎、碎片、碎屑物化石，见有黄铁矿结核与砂质结核。
39号煤层为灰黑色至黑色为主，似金属光泽，以半亮型和半暗型为主，少量为暗淡型;煤质为中灰分、特低硫、低磷、中高发热量的一号无烟煤，煤层质量稳定，变化范围小。