В Караганду приехали многие десятки тысяч людей, а надежных источников водоснабжения не было. Крупным источником воды могла стать река Нура. Но для этого необходимо проложить водопровод. Уже с осени 1931 года началась подготовка к его строительству. Работы развернулись в 1932 году и закончились в 1933. В копке траншеи для трубопровода участвовали тысячи карагандинцев.
В 1931 году в Караганду приехал молодой гидрогеолог Василий Алексеевич Курдюков. В результате выполненных исследований им был выявлен крупный подземный сток воды в Карагандинскую котловину площадью свыше 1000 квадратных километров. По сути, был обнаружен огромный подземный бассейн с водой отличного качества. Это было крупное геологическое открытие, без которого также невозможно было бы развитие бассейна.
В 1931 году были широко развернуты геологоразведочные работы на Промышленном участке бассейна. Геологоразведочная база, созданная Угольным институтом ГГРУ, в середине года была передана в ведение Казахского районного геологоразведочного управления. Техническим руководителем всех работ был инженер-геолог Д.Н. Бурцев, на долю которого выпала вся тяжесть этого периода, связанного с недостатком квалифицированных кадров - разведчиков, геологов, буровиков, а также транспорта. В тот год количество буровых станков было доведено до 27. На ленинградских заводах был объявлен среди рабочих призыв на специальные курсы старших и сменных буровых мастеров. Из Ленинграда в Караганду приехали грамотные мастера со знанием слесарного и кузнечного дела. Организатором и инструктором буровых работ был Семен Викторович Чаповский - буровик высочайшей квалификации.
Если в 1930 году было пробурено 1806 погонных метров, то в 1932 году - 12402 погонных метра.
1931 год стал годом комплексного изучения Карагандинского бассейна. Начались разведки цементного сырья и других стройматериалов. Институт неметаллических полезных ископаемых ГГРУ направил в Караганду группу геологов, которую возглавлял старший геолог П.К. Григорьев. Литологические исследования производила З.П. Семенова, поиски и разведку огнеупоров - А.М. танков, цементного сырья - П.И. Маклецкий.
Летом 1932 года руководитель геологоразведочных работ Д.Н. Бурцев поехал осматривать отвалы оросительного канала совхоза «Гигант», что в 12 километрах южнее поселка Долинка, и обнаружил там сажистые выхода, следы угольных пластов. Это территория широко известного Карлага, да и оросительный канал строили не комсомольцы. Д.Н. Бурцев прислал сюда буровиков, пробурили скважину и обнаружили угольные пласты рабочей мощности. Так было открыто Шурубай-Нуринское месторождение угля. К концу первой пятилетки Промышленный участок Карагандинского бассейна был в основном в геологическом отношении разведан. Инженер Д.Н. Бурцев, геолог Г.Ц. Медоев при консультации Н.Г. Кассина закончили геологическую карту бассейна в масштабе 1:200000.
К 1933 году в бассейне было пробурено 150 скважин, пройдено около 20 километров разведочных канав, до 500 метров шурфов и более 3000 метров скважин ручного бурения.
Первыми разведчиками были буровые мастера Г.И. Болацкий, С.В. Чаповский, И.И. Згурский, А.З. Овчаренко, Д. Андрусев, братья Зинченко и др.
К осени 1933 года был собран огромный материал по геологии и полезным ископаемым Карагандинского угольного бассейна. На сессии Казахстанской базы АН СССР Д.Н. Бурцев впервые объявил, что запасы Карагандинского угольного бассейна составляют 50 миллиардов тонн. Из этих запасов комиссией ВКЗ были утверждены лишь 32 миллиарда тонн.
Консультировали геологоразведочные работы известные геологи страны А.А. Гапеев, Я.Я. Додонов, О.А. Жемчужников, А.А. Криштафович, Д.В. Наливкин. Большой вклад в исследование бассейна внес Н.Г. Кассин, которого геологи называли своим «крестным папой».