En 1837 Juan José Arteaga y José Antonio Alemparte, dedicados a las actividades agrícolas bajo la razón social de Alemparte y Cía., adquirieron del indígena Alejo Carbullanca, en 150 pesos, las “minas de carbón de piedra” que tenía en sus tierras en Lota. Las labores, que ocupaban unos 100 operarios, no producían más de 60 toneladas diarias. El 21 de mayo de 1852 Matías Cousiño compró a José Antonio Alemparte la hacienda Colcura, en la que se suponía la existencia de grandes yacimientos de carbón, pues los había en las tierras vecinas pertenecientes a los indígenas. Cousiño, Tomás Bland Garland, José Antonio y Juan Alemparte formaron una comunidad, que llevó el nombre de Compañía de Lota y que en 1854 compró a los indígenas los terrenos que ocupaban cerca del mar. En marzo de 1856 José Antonio y Juan Alemparte vendieron sus derechos en la comunidad a la sociedad comercial Cousiño y Garland y, poco después, esta transfirió sus derechos a la sociedad Cousiño e Hijo, que continuó como propietaria del establecimiento de Lota hasta la muerte de Matías Cousiño en marzo de 1863476. Parece evidente que Cousiño, accionista del ferrocarril de Copiapó a Caldera y del de Valparaíso a Santiago, había hecho una correcta estimación de la demanda que generaría el nuevo sistema de transporte477, si bien, como es sabido, en un principio se usó de preferencia la leña en las locomotoras. Para asegurar la calidad técnica de las labores, Cousiño se sirvió de especialistas europeos, en su mayoría ingleses. Incluso 54 mineros escoceses —parte de un grupo de escoceses, suecos y noruegos contratados para prestar sus servicios en las minas de carbón de Vancouver, de la Compañía de la Bahía de Hudson, que se rebelaron contra el capitán de la barca Colinda que los transportaba—, concluyeron trabajando en 1854 en el yacimiento de Lota478. Además de la labor propiamente extractiva, esta ciudad contó con un muelle de 280 metros para el embarque del carbón, provisto de una grúa a vapor; con una fábrica de ladrillos refractarios alzada en 1854 y con una fundición de cobre, la que comenzó a operar en 1857 con dos hornos de reverbero, que en 1863 habían aumentado a 16. Un informe elaborado en 1857 por el ingeniero inglés William W. Stephenson sobre la importancia del yacimiento, concluyó que la existencia de al menos tres mantos de carbón cuyo grosor oscilaba entre 1,20 y 1,80 metros y que se inclinaban hacia el oeste, es decir, debajo de la bahía de Arauco, permitía estimar una producción futura de 10 millones de toneladas, cifra que subestimó el verdadero potencial del yacimiento. Dicho informe, que aseguraba la viabilidad de la empresa, no obstante las dificultades para colocar el producto en el mercado nacional, que prefería el inglés, impulsó a Cousiño a vender el carbón de Lota en los países de la costa del Pacífico. Al mismo tiempo, mejoró las instalaciones con máquinas de vapor para extraer el carbón y asegurar la ventilación de las labores, así como líneas férreas para llevar el carbón al muelle de embarque. También en el interior de las minas se tendieron rieles, que en pequeños carros tirados por caballos transportaban el carbón desde los frentes hasta los piques479.
El desarrollo del yacimiento —que solo comenzó a dar utilidades después de la muerte de Matías Cousiño— se reflejó en el veloz crecimiento de Lota, que en 1863 contaba ya con cinco mil habitantes480. Luis Cousiño Squella continuó la obra de su padre y en 1869 formó la Compañía Explotadora de Lota y Coronel, sociedad anónima con un capital de 959 mil 692 libras esterlinas dividido en cinco mil acciones, a la cual aportó todos los bienes que poseía en el sur del país, quedando como el mayor accionista, con dos mil acciones. Participaron también en dicha sociedad, con mucha menor presencia accionaria, Domingo Fernández Concha, José Arrieta, Rafael Larraín Moxó, José Miguel Valdés y Miguel Cruchaga Montt, entre otros481. Ese año la nueva empresa produjo 100 mil toneladas de carbón482. Al iniciarse el decenio de 1880, la explotación de los mantos y vetas de carbón se extendía a más de cuatro kilómetros de norte a sur y a casi dos kilómetros hacia el mar, con una producción diaria de mil 100 toneladas y con la intervención de mil 800 operarios. A la maestranza necesaria para la mantención de las numerosas máquinas de vapor se agregaba una vía férrea de casi tres kilómetros de extensión, cuatro muelles, cuatro buques de vapor, cuatro barcas y una planta para la producción de gas de alumbrado483. La fundición de cobre anexa al yacimiento tenía por entonces 42 hornos: 20 de calcinación; 10 para producir ejes de 42 a 45 por ciento; ocho de repaso, para fundir los ejes y producir cobre en barras; tres de refina y uno destinado exclusivamente a producir lingotes. De estos hornos, 41 estaban unidos a dos chimeneas de 33 metros de altura484. Esta enumeración indica la enorme importancia que había adquirido la bahía de Arauco en la producción de cobre. Contigua a la fundición se alzó una fábrica de ladrillos refractarios, con ocho hornos, que también elaboraba baldosas, cañerías para agua y para servicios sanitarios, maceteros, jarrones y objetos de adorno para parques y jardines. En una fábrica de ladrillos comunes, también con ocho hornos, próxima a uno de los piques, las diversas faenas eran en su mayor parte desempeñadas por 80 a 100 niños de ocho a 14 años de edad485. Una fábrica de botellas, con ocho hornos, ocupaba 60 operarios, en su mayoría extranjeros486.
El auge de la actividad carbonífera impulsó la explotación, con variadas suertes, de nuevos yacimientos: el sur de Coronel, en Playa Negra, por la empresa de ese nombre, cuyo mayor accionista era Francisco Subercaseaux; en Dichato, al norte de Concepción, en el departamento de Coelemu, por Manuel y Aníbal Zañartu; en Rumena, al sur de la punta de Lavapié, por Francisco Ovalle y Ramón Rojas Miranda; en Lebu, por Cornelio Saavedra y Basilio Urrutia; en Millongue, al norte del río Lebu, por Manuel Montalvo y Benicio Álamos González487, en Maquehua, Colico y Curanilahue, por la Compañía de Minas de Carbón de Arauco, y en Carampangue, por la misma empresa, constituida en Valparaíso el 29 de mayo de 1872, cuyo mayor accionista fue el expresidente peruano Mariano Ignacio Prado488. También de dicha empresa fue accionista, entre otros que habían participado en Caracoles, el ubicuo Henri Arnous de Rivi re. Los trabajos de extracción se realizaron en los fundos Maquehua y Quilachanquín, y se mantuvieron hasta 1888, cuando la empresa pasó a la Arauco Coal and Railway Company, formada por el inglés John Thomas North489. Cabe agregar que Mariano Ignacio Prado fue, además, el capitalista de la sociedad Montenegro y Cía., formada en 1868 con Juan Montenegro, que constituyó el Banco Montenegro, con operaciones en Chillán entre 1869 y fines de 1873, cuando quebró490.
La minería del carbón no se limitó solo a las provincias de Concepción y Arauco. Ya en octubre de 1843 Bernardo Philippi, integrante de la expedición de la goleta Ancud, encontró “piedra carbón” al recorrer la costa próxima al lugar en que se alzó el fuerte Bulnes, en especial en el angosto valle de un río, después llamado del Carbón y más adelante, de las Minas, de la que llevó muestras al intendente de Chiloé, remitidas de inmediato al ministro del Interior Ramón Luis Irarrázaval491. Es posible que en el traslado del fuerte Bulnes a su nuevo emplazamiento en Punta Arenas influyera precisamente la existencia de carbón. El descubrimiento de un extenso yacimiento en el mencionado río permitió que los habitantes de la colonia se abastecieran ocasionalmente del combustible para su uso doméstico492. Ya en 1850 Domeyko y Pissis habían hecho ensayos con carbones de Magallanes493. En 1853 el gobernador de la colonia, Jorge C. Schythe, se refirió a los mantos de dicho mineral, que calificó de lignito, situados a cuatro kilómetros al noroeste de Punta Arenas, y que a su juicio eran más bien de interés científico que de utilidad práctica. Muy diferente fue la opinión del gobernador Damián Riobó, quien en 1866 estimó de suma necesidad construir un ferrocarril a las minas de carbón y establecer en la playa un depósito de combustible para el abastecimiento de los vapores. Pero solo durante la administración del capitán de corbeta