До складу вугленосних товщ входять головні і малі елементи. Головні представлені елементами органічної частини каустобіолітів (C, H, O, N), утворюючими елементами вугілля і породами, що їх вміщують (Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, Na), токсичними і технологічно шкідливими компонентами палива (S, P). Сірка є одним з хімічно активних елементів вугленосних відкладів. Її вміст у вугіллі на окремих родовищах досягає 12%, а на деяких локальних ділянках — до 20 відсотків. Тверді каустобіоліти вміщують сірку у сульфідах (пірит, рідше — марказит), органічних сполуках, сульфатах (гіпс) і елементному вигляді. В інженерній геології сірка розглядається як компонент, що викликає появу агресивних середовищ. В окисному середовищі земної поверхні такі елементи, як сірка, кальцій, магній, натрій, що входять до складу вугілля і породоутворюючих мінералів, мають високу інтенсивність міграції. Породні відвали, що складуються на поверхні землі, піддаються техногенній мінералізації в результаті процесів переплавлення і випалювання, перегонки вуглистих включень, газообміну і вивітрювання. При їх використанні у будівництві породи відвалів потрапляють до зони аерації, де в окислювальному середовищі активізуються процеси хімічного і біохімічного окислення сульфідних мінералів, розчинення сульфатів, що призводить до формування сульфатних кальцієвих і сульфатних натрієвих вод, агресивних до будівельних споруд. Таким чином, взаємодія порід відвалів високосірчаних вугільних родовищ з природним середовищем супроводжується розвитком сірчанокислого процесу і формуванням агресивних до бетону сульфатних вод. При використанні подібних техногенних ґрунтів у будівництві потрібно враховувати їх фізико-хімічну активність і нестійкість у зоні гіпергенезу.

Особливе місце займають відвали попелу та шлаку теплових електростанцій. Попіл — твердий залишок, що утворюється при згорянні палива (вугілля, горючих сланців, торфу), складається з тонкодисперсного порошку, так званого попелу-виносу. Шлаки використовуються в будівництві, попіл-виніс головним чином складується в мокрих попеловідвалах і лише частково використовується у цементній промисловості як сировина чи добавки при виробництві будівельної кераміки, асфальтобетону, випалювального і невипалювального гравію.

За весь період експлуатації (1796-2002 роки) вугільних родовищ в Україні видобуто станом на 1 січня 2003 р. 9587 млн тонн вугілля (див. рис. 2). Якщо видобуток однієї тонни вугілля супроводжується видобутком 350-550 кілограмів відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення, можна припустити, що накопичення за цей період становитимуть 4340 млн тонн вищезазначених відходів. За останні роки в Україні в розрахунку на кожну тонну звичайного вугілля утворюється 90-150 кілограмів попелошлакових відходів теплових електростанцій та місцевих котелень. З огляду на загальний обсяг видобування вугілля можна припустити, що утвориться 1208 млн тонн попелошлакових відходів.

З 1995 р. в Україні припинилося падіння видобування основних видів корисних копалин. У 2002 р. найбільше вугілля видобувалося у Донецькій області (51,4% ), Луганській (31%), Дніпропетровській (12,9%), решта областей — лише 4,7%.

За даними статистичної звітності, в останні роки накопичуються відходи вуглевидобутку та вуглезбагачення у Львівській області (31,9%), Луганській (28%), Донецькій (27%), Волинській (9,1%), Запорізькій (3,9%), у Дніпропетровській області використані всі відходи вуглевидобування та вуглезбагачення. З іншого боку, у Волинській та Львівській областях видобувалося у середньому за сім останніх років 5% вугілля від усього обсягу в країні, а наявні відходи на кінець 2001 р. становили 41% їх загальної кількості. Це пояснюється високим рівнем їх накопичення за попередні роки, низькими темпами використання, торгівлею незбагаченим рядовим вугіллям (у такому випадку відходи накопичуються на місці використання) та недоліками в обліку відходів (див. табл.).

У Донецькій та Луганській областях шляхом віднесення териконів з відходами вуглевидобутку та вуглезбагачення до відвалів токсичних відходів значно зменшився показник їх накопичення. Так, у 1997 р. з 31877 тис. тонн утворених відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення було знищено (чи вивезено на звалище) 26717 тис. тонн, або 83,8%, у 1999 р.— 86,3%, у 2000 р.— 112,1% (за рахунок знищення відходів за попередні роки), у 2001 р.— 76,8 відсотків. Але такий шлях «зменшення» кількості відходів не дає ні екологічного, ні економічного поліпшення стану вуглевидобувних регіонів.

У Донецькому регіоні, крім різних видів первинної сировини, є багато техногенних родовищ вторинних мінеральних ресурсів. Відходи вугледобувної промисловості можуть бути використані у будівництві, енергетиці, сільському господарстві. Накопичення вторинної мінеральної сировини (свинцю і цинку, феромарганцю, германію, індію, інших рідких металів) зосереджені на поверхні на обмеженій площі і легкодоступні для переробки. Перспективними техногенними родовищами є лежалі хвости Донецького хіміко-металургійного заводу, з якого можна отримувати концентрати танталу, цирконію і польового шпату. Переробка може бути використана у коксохімічному виробництві і на теплових електростанціях. Значний інтерес для отримання цінних корисних копалин мають деякі терикони вугільних шахт. Технології вилучення рідких і благородних металів з даного виду сировини є не тільки за кордоном, а й в Україні. У відвалах, що експлуатуються, родовищах неметалічних корисних копалин, відходах тепло- і гідроелектростанцій у великій кількості накопичені дрібні фракції основної сировини або продукти її переробки, що можуть бути використані для виробництва цементу, бетону, скла, цегляно-черепичної сировини, шлако-блоків, інших будівельних матеріалів.

Важливою для Донбасу є проблема гідромінеральної сировини. З підземних і шахтних вод можливо вилучати у промислових кількостях літій, бор, германій, інші хімічні елементи. Підземні води південно-західного Донбасу (Красноармійський район) містять від 0,152 до 0,355 мг/л брому, що перевищує мінімальні промислові значення брому у 20-60 разів, германію — у 5-8 разів, літію — у 2 рази. Необхідно вивчати розповсюдження цих елементів у шахтних водах інших районів Донбасу і розробляти технології їх вилучення.

Із 834 родовищ всіх видів корисних копалин Донецької області, що враховані в державному балансі,