Правобережье Донца ещё долго оставалось малозаселенным. Лишь во время правления Петра I процесс заселения ускоряется. И в те же петровские времена начинается первое изучение этого края. Сюда отправляются «рудознатцы», которые исследуют Подонцовье и ищут здесь руды металлов и «каменное уголье» — каменный уголь. Традиционно первооткрывателем донецкого угля считается Григорий Капустин, который совершил в Подонцовье несколько экспедиций в 1721–1725 годы. Именно Капустин открыл несколько месторождений «земляного уголья» в вблизи Бахмута, у будущих Лисичанска и Шахт, провел испытания образцов угля, смог преодолеть противодействие со стороны иностранных специалистов на русской службе, которые уверяли правительство в «низком качестве» открытых Капустиным месторождений.
Известно, что открытым способом уголь добывался вблизи Торских солеварен (вблизи Бахмута) уже в первой четверти XVIII века. Но началось ли использование угля до экспедиций Капустина? На этот вопрос пока не найден убедительный ответ.
После смерти Петра Великого в 1725 году изучение Подонцовья было прекращено. Виной тому не только чиновничья неспешность. Донецкие степи в те годы оставались передовой — огненным рубежом Российской империи. С 1723 по 1734 годы сюда ежегодно вторгались крымчаки и ногайцы, опустошая окрестности Бахмута. В 1735 году вспыхнула Русско-турецкая война, в 1736 году русская армия под командованием Бурхарда Миниха вторглась в Крым, значительно опустошив гнездо лютого врага. Крымчаки ответили новым набегом на рубежи России, но были разбиты донскими казаками, многочисленные русские пленные были освобождены. Война завершилась в 1739 году, её следствием стало колоссальное ослабление Крымского ханства.
В 1753 году на южном берегу Северского Донца, от реки Бахмут до устья реки Лугань, были размещены военные переселенцы с Балкан — главным образом сербы, влахи, молдаване, венгры. Об этом повествует знаменитый роман «Переселение» сербского писателя Милоша Црнянского. Отданная им территория образовала своеобразную административную единицу, названную Славяносербией. Она находилась в непосредственном подчинении Военной коллегии.
Однако поселенцев, главной задачей которых была защита границ Российской империи (их в документах называли «гранычары»), было мало, несмотря даже на то, что привлекались приписки-уловки: командиры рот записывали в свои поселения («роты») русских, малороссиян и православных евреев. В дикие места, над которыми висела угроза вторжения крымчаков и ногайцев, желающих ехать было мало. Ревизия следственной комиссии в декабре 1763 года показала, что из числившихся по спискам 4264 жителей в наличии есть только 1264. Поэтому в 1764 году Славяносербию упразднили, её территория была включена в Новороссийскую губернию. Сами же военные поселенцы Славяносербии перешли в 1764 году в Бахмутский гусарский полк, просуществовавший до декабря 1776 года.
Войны с Турцией, освоение и колонизация Новороссии, северного Кавказа, формирование Азовского и Черноморского флота — всё это побуждало правительство Российской империи не только заселять Подонцовье, но и искать возможность создания на юге военных металлургических предприятий, которые бы выпускали ядра и пушки для нужд российской армии. К принятию окончательного решения Екатерину Великую подстегнуло присоединение Крыма к России в 1783 году.
Ещё летом 1744 года рудознатец, промышленник и купец Иван Морозов в своих донесениях в Берг-коллегию высказал мысль о возможности построить металлургический завод на реках Бахмуте и Лугани. За несколько лет до этого он изучил эти места, обнаружил месторождения железных руд и (повторно) каменного угля. «И при тех рудах хотя б заводам быть по довольностям в речках вод, лесов и протчаго, яко на речке Лугане, Миасу и Крынке, весьма способно, точию за неимением тамо в близости городов и жилищ, от набегов крымских татар и протчих воровских людей без надлежащей городовой крепости и без многолюдства народного производить и содержать невозможно и опасно», — писал в донесении Берг- коллегии полковник Терского полка Петр Кольцов, вместе с Морозовым занимавшийся разысканиями в Подонцовье.
Как видим, единственными препонами для постройки завода полковник Кольцов называет малую численность населения и угрозу от набегов татар. Именно эти причины и побудили правительство отказаться от мысли о постройке в этих местах казенного металлургического завода. Но после ликвидации в 1783 году Крымского ханства угроза набегов в Подонцовье отпала. Летом 1794 года шотландец на русской службе Чарлз (Карл) Гаскойн прибыл на Северский Донец, где у села Третья Рота (Верхнее, сейчас — часть Лисичанска) встретил людей Николая Аврамова, которые вели добычу каменного угля в балке Ореховой для Черноморского флота. Побывал Гаскойн и на каменноугольных месторождениях в Лисьем Буераке.