В связи с начавшимся с 1795 года строительством Луганского литейного завода геологические исследования региона были продолжены. Руководитель работ И. В. Ильин от окрестностей завода перенес поиски на Донецкий кряж и его предгорья, где им было обнаружено девять точек выходов угля по Донцу, Миусу и вблизи верховий Кальмиуса. Были выявлены также месторождения железных руд и различных строительных материалов.
И все же геологоразведочные работы не получили в последующие годы своего развития, потому что на Луганском заводе не удалось наладить выплавку чугуна. Только в 1820 году по распоряжению департамента горных и соляных дел возобновились поиски полезных ископаемых в слабо изученных районах Донецкого края.
В 1820 г. в Александровке обнаружен уголь; вскоре здесь появились первые мелкие шахты — «дудки», в которых добывали уголь верхних пластов.
Малочисленные поисковые партии, ограниченные в средствах, подчас без простейшего инструмента, работали очень медленно, исследуя небольшие территории.
Летом 1826 года возобновилась разведка у села Зайцево (Никитовка), где местные жители уже с начала столетия сами разрабатывали угольные пласты, залегающие близко к поверхности.
В 1827—1828 годах экспедиция под руководством горного инженера А.И. Оливьери обнаружила в районе Старобешево и севернее несколько угольных пластов. Исследования эти носили тогда маршрутный характер и поэтому не дали цельного представления о геологии обследованной территории.
Полученные материалы, а также последовавшие затем публикации, вызвали интерес к продолжению поисковых работ на Кальмиусе, которые здесь начала в 1832 году экспедиция горного инженера А. Б. Иваницкого.
В своей работе «Геогностическое описание Мариупольского округа», опубликованной в горном журнале, А.Б. Иваницкий дает развернутую геологическую характеристику территории бассейнов рек Кальмиуса и Миуса. Статья иллюстрировалась картой, составленной автором.
Е.П. Ковалевский (в 1858—61 министр народного просвещения) в 1827 г. организовал три геологические экспедиции, которые проводили изыскания по составленным им инструкциям. Экспедиция во главе с маркшейдером А. И. Першиным была направлена для изучения рудоносности Нагольного кряжа. Поиски руды осуществляла экспедиция А. Анисимова. Разведка каменноугольных месторождений поручалась экспедиции В. И. Соколова. Они действовали в радиусе 100 верст от Луганского завода. Результаты работы экспедиций были обобщены Е.П.Ковалевским и положены в основу доклада Комитету по устройству горных заводов.
Итоги геологических исследований Ковалевский подвел в статье «Опыт геогностического исследования в Донецком горном кряже», опубликованной в 1827 г. в «Горном журнале». В статье в то же время были высказаны научные предпосылки проведения дальнейших геологических исследований в Донбассе. В этой работе Ковалевский изложил свои представления о горных образованиях бассейна. Он был первым, кто увидел угольный край во всем объеме и поразительно точно назвал его Донецким кряжем. «В Екатеринославской губернии и прилегающей к ней части Войска Донского простирается особенный горный кряж. Его по имени Донца, представляющего самую занимательную оного сторону, можно назвать Донецким», — написал Е. П. Ковалевский. С легкой руки Ковалевского термин «Донецкий кряж» навсегда вошел в нашу историю и быт.
Именно Ковалевский впервые вводит понятие «Донецкий горный бассейн», «Донецкий бассейн» — сокращенно Донбасс.
Понятно, что исследование недр Донбасса — процесс бесконечный. Новые данные требовали пересмотра или уточнения предыдущих. Об этом писал Ковалевский в другой своей статье — «Геологическое обозрение Донецкого кряжа», опубликованной в «Горном журнале» в 1829 г. К статье прилагалась карта с некоторыми выделенными им геологическими формациями. Это была первая геологическая карта Донбасса.
В изданной в 1969 году фундаментальной многотомной «Геологии СССР» границы Донбасса определяются следующим образом: «Площадь Большого Донбасса тянется на западе до долины реки Днепра, на севере — до района Чернигова и от Чернигова до линии Курск-Воронеж, на востоке — до водораздела между рекой Доном и Волгою, на юге — до побережья Азовского моря и долины реки Маныча».
В XIX же веке границы Донбасса были куда скромнее. Вопрос о возможности расширения границ на запад возложили на горного инженера Б.К. Блера. Проведенные им исследования и мнения предшественников позволили ему высказать предположение о возможности расширения угольного бассейна под молодыми осадками и наметить контур их распространения, названного впоследствии «Большим Донбассом». В решение этой проблемы внесли свой вклад также А.Б. Иваницкий и К.И. Томилин, изучавшие в 1838-1839 гг. Бахмутскую котловину.
В «Горном журнале» за 1829 г. (книга I, в статье «Геогностическое обозрение Донецкого горного кряжа») сообщалось, что в Донбассе насчитывалось 23 прииска каменного угля и существовали месторождения:
— Лисичанское, находящееся на правом берегу реки Северного Донца, в 85 верстах от Луганского завода и в 40 верстах от города Бахмута (г.Артемовск, Украина). Правильная разработка месторождения была начата в 1795 г.;
— Зайцевское (или Никитовское) месторождение, открытое крестьянами в начале XIX века;
— Белянское месторождение, открытое в 1798 г.;
— Успенское месторождение, открытое в 1800 году.
В 1837-1839 г.г. по предложению А.Н. Демидова было произведено исследование Донецкого бассейна. В результате была составлена «Общая таблица месторождений и слоев каменного угля, образующих восемь каменноугольных групп Донецкого кряжа»:
1. Каменноугольная группа Верхнего Донца;
2. Каменноугольная группа Лисичьей Балки;
3. Каменноугольная группа р. Лугани;
4. Каменноугольная группа р. Луганчик;
5. Каменноугольная группа р. Каменки;
6. Каменноугольная группа Нижнего Донца — восточная антрацитовая часть Донецкого бассейна;
7.. Каменноугольная группа рек Миуса и Кринки;
8. Каменноугольная группа рек Кальмиуса и Торца.
Таким образом, если в 1806 г. разработку угля производили, в основном, в районе Луганского завода, то в 30-х годах XIX века отработку угля производили уже в южном, юго-восточном и западном районах бассейна.
В 1841 г. новороссийский генерал-губернатор М. С. Воронцов построил три шахты Александровского рудника с целью добычи угля для Одессы и Черноморского флота.
Возрастали потребности страны и в металле, который был необходим для военных нужд, железнодорожного строительства, хозяйственных потребностей. Однако чугун надо было возить с Урала. Крымская война 1853 — 1856 гг. и оборона Севастополя убедительно показали слабость русской экономики и необходимость развития угольной и металлургической промышленности на юге России. Однако вплоть до 70-х годов XIX столетия развитие каменноугольной и металлургической промышленности Донбасса шло медленно.
Большое значение имели исследования на территории Войска Донского, где было открыто много новых месторождений антрацита, что позволило сделать вывод о распространении границ Донбасса на восток.
До конца 30-х гг. XIX в. отечественные геологии провели огромную работу по исследованию каменноугольных месторождений в Донбассе. Однако их опыт пытались игнорировать. Это ярко проявилось при организации потомком известных уральских промышленников А.Н. Демидовым экспедиции, для руководства которой он пригласил профессора Парижской горной школы Ле-Пле. Экспедиция продолжалась более двух лет — с 1837 по 1839 гг. Она побывала и в Лисичанске. В работе экспедиции приняли участие А.Б. Иванецкий, П.Ф. Мевиус, Н.Т. Летуновский и В.М. Соколов, возглавлявший Лисичанский рудник. Ле-Пле пытался отрицать возможность индустриального развития Донбасса, считал ошибочным выводы наших исследователей относительно развития Донбасса. Мы знаем, что жизнь опровергла прогнозы Ле-Пле.
В начале XVII столетия в районе нынешнего Славянска из разных мест России приезжают люди за солью, которую добывают путем вываривания. В 1664 году на Торских озерах был сооружен казенный солевыварочный завод.
По преданию, во время Азовского похода в 1696 году Петру I преподнесли кусок каменного угля, найденного на территории современного Донбасса. Он внимательно осмотрел его и пророчески заметил, что «сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет».
Развитие промышленности, ремесел и сельского хозяйства положило начало научным исследованиям и систематизации знаний о природных условиях и естественных ресурсах России.
Зарождение географии, геологии и многих других отечественных наук, изучение природы и ресурсов Донецкого бассейна в XVIII веке тесно связаны с именем великого русского ученого Михаила Васильевича Ломоносова, который долгое время руководил географическим департаментом Российской Академии наук.
М. В. Ломоносов уделял большое внимание изучению поверхностных образований и медленных колебаний земной коры, процессов образования и эрозии почв, взаимосвязей и взаимного влияния почвенного и растительного покровов, установил наличие вертикальных воздушных потоков, объяснил зависимость климата от физико-географических условий. Он впервые в науке дал определение понятия степи — «где трава растет на черноземе».
В связи с развитием каменноугольной промышленности на территории Донбасса организуются первые специальные исследования, сбор научных сведений о природных условиях Донецкого кряжа. Появляется геологическая карта восточной части Донбасса, составленная Е. П. Ковалевским.
В 1721 году русский рудознатец Григорий Капустин открыл залежи «горючего камня» в районе нынешнего Лисичанска, в Лисьей балке. Там и была заложена первая угольная шахта.
Некоторые ценные сведения о природных условиях и естественных ресурсах Добасса содержатся в работах академических экспедиций (1768—1795 гг.) С. Г. Гмелина, И. А. Гюльденштедта и П. С. Палласа.
Крупные геологические исследования Донецкого бассейна были проведены известным русским горным инженером Е. П. Ковалевским, который в своих научных трудах (1827—1829 гг.) дал первое стратиграфическое расчленение донецких осадочных толщ, описал орографию, гидрографию и горные породы, составил «Петрографическую карту Донецкого горного кряжа». В работе «Геогностическое образование Донецкого кряжа» (1827 г.) он впервые ввел название «Донецкий кряж», а бассейн наименовал Донецким.
В 1843 году на одном из водоразделов южного Донбасса было основано первое в нашей стране Великоанадольское степное лесничество. Здесь проводили исследования и наблюдения выдающиеся русские ученые В. В. Докучаев и Г. Н. Высоцкий (вторая половика XIX столетия).
В 30—40-х годах XIX века геологические работы в Донбассе вели также французский горный инженер Ле-Пле и английский геолог Р. И. Мурчисон, которые пришли к глубоко ошибочному мнению о том, что запасы каменного угля в Донецком бассейне крайне бедны. Эти утверждения были опровергнуты русскими горными инженерами братьями Носовыми и многими другими исследователями.
Активное участие в изучении природы отдельных районов Донбасса принимала экспедиция в составе геолога Н. Д. Борисяка, зоолога А. В. Черняева, ботаника В. М. Черняева, организованная в 1848 году для естественно-исторического исследования Харьковской, Екатеринославской губерний и земли Войска Донского.
Развитие капиталистических отношений в России требовало исследований естественных ресурсов Донецкого бассейна. Возникла необходимость составления геологической карты всей площади Донбасса, усовершенствования методики исследований. Стремление к максимальной прибыли вынуждало промышленников способствовать развертыванию геологических работ.
В этот период русским ученым академиком Г. П. Гельмерсоном были составлены геологические карты бассейна, проведен первый подсчет запасов угля до глубины 214 метров.
Геологической съемкой и изучением полезных ископаемых занимались горные инженеры Л. С. Желтоножкин и братья Носовы (1864—1869 гг.) Серебряно-свинцовые руды исследовал Носов 2-й (1862—1963), медные руды — А. Медведев (1881), каменную соль — Н. Д. Борисяк.
В изучении природных условий Донбасса важную роль сыграло общество испытателей природы, организованное в 1869 году при Харьковском университете, которое, согласно своему уставу, исследовало «органическую и неорганическую природу в связи с влияющими на нее внешними условиями».
