Исследовав казачьи земли близ Кундрючьих городков (Соколово-Кундрюченские шахты в Ростовской области), составив подробную рукописную карту, рудознатец двинулся с обозом вверх по течению речки Кундрючьей и вышел к берегам Северского Донца близ нынешних городов Свердловска и Краснодона. Затем прошел вверх по течению реки Каменки, притока Донца, до Лисичьего Буерака (город Лисичанск), набрав и там земляного уголья для проб; повернул на юго-запад к Бахмуту (город Артемовск), обогнув полукольцом главный хребет Донецкой возвышенности — Нагольный кряж. В конце октября из Бахмута его обоз направился к Дону, в Острогожский уезд. Взяв там образцы железных, золотых и серебряных руд, Капустин с обозом тронул по зимним российским дорогам в обратный путь.
Нанятые за собственные деньги подводы везли «многия» пуды уголья. Рудоведец чувствовал, что сделал открытие нерядовое. Некоторое безразличие, сопровождавшее его в пути на полудень России, сменилось едва скрываемой радостью, возбуждением от удачи. Воображение рисовало картины одну заманчивее другой — то он строит собственный горный заводишко, то оборудует, как сам понимает, свою домницу, а то еще его назначают канцеляристом Берг-коллегии...
Радостное нетерпение принудило Капустина сделать по пути в Москву пробы найденному уголью. В качестве угля теперь сомнений не было — он давал в кузнечных горнах «великий жар».
Эту чрезвычайно важную весть привез в Москву Григорий Капустин морозным январем 1722 года.
Капустин доставил уголь и руду в пробирную палату обер-берг-амта (1 Так называли Московское отделение Берг-коллегии.) у Спасских ворот Кремля. Иноземный пробирный мастер Кашпер Вейс в рудах из Острогожского уезда обнаружил золото и серебро, а донецкий уголь определил... как некачественный.
Почти год провел в вынужденном бездействии Григорий Капустин. Окладным жалованьем, как известно, он поверстан не был, средств к существованию не имел. Случайные заработки, долги, недоедание были его спутниками в течение долгих месяцев, проведенных вдали от дома.
В декабре 1722 года вернулся из Персидского похода царь. На четвертый день после прибытия Петра в подмосковное сельцо Преображенское Яков Брюс докладывал о результатах поездки Капустина на Юг России, об утверждении его, будто уголь залегает в донецкой степи флетцами, и о неутешительных результатах произведенных Вейсом проб...
Государственной важности было это дело. Немедленно последовал именной указ царя «О приискании на Дону и в Воронежской губернии каменного уголья и руд». Исполняя волю государя, Берг-коллегия выработала соответствующее определение. И даниловский подьячий согласно предписанию главного горного ведомства повторно отправился по зимнему бездорожью туда, где обнаружил он залегающее флетцами земляное уголье. А Петр направил своеручную записку вице-адмиралу русского флота англичанину Томасу Гордону: «Зело нам нужно, чтобы ты из Англии или Шкоции выписал двух человек, которые знают находить уголья каменные по приметам сверху земли и чтоб были искусны в своем мастерстве».
...Около трех месяцев затратил Капустин на эту поездку. Ему и Никите Столбову было дано «до тех мест две ямские подводы, а возвратно до Москвы три подводы. И на те подводы дано... прогонов 10 рублей с гривною, для копания уголья и руд, на наем работных людей и подвод дано 10 рублев... — писал Капустин, — да мне ж дано на пропитание 5 рублев денег...» Несмотря на бездорожье, сильные морозы, мерзлую землю и сопротивление казаков-донцов, воля государева была исполнена. В конце марта 1723 года Капустин возвратился в Москву.
В пути под наблюдением Капустина каменный уголь, взятый повторно в донецких землях, был испытан в деле: «в казачьем городке Быстрянске, и в Туле, и в Москве пробы чинили, делали кузнецы, там каменным угольем топоры и подковы новые, и они, кузнецы, то уголье похваляли и сказывали, что от него великий жар...»
Пробирный мастер Кашпер Вейс в Москве опробовал привезенные Капустиным металлоносные руды — результаты анализа были хорошими. Для окончательных проб уголь и руды были представлены в Петербург, в Адмиралтейскую коллегию, которая поручила проверку каменного угля «артиллерии кузнечному мастеру» Марку Рейэру, а руды — Иоганну Шлаттеру и Альбертусу Беру.
К протоколу заседания Берг-коллегии от 4 июля 1723 года приложен написанный по-английски Марком Рейэром документ, со сделанным тогда же в коллегии переводом на русский язык, также подписанный британским пробирером. Сысканный и взятый в донских городках подьячим Григорием Капустиным каменный уголь Рейэр «пробовал, и по пробе явилось, что от оного уголья действа никакого не показалось, только оной уголь в огне трещит и только покраснеет, а жару от него никакова нету...».