De bekräftade bara 23 dödsfall vid kolgruvan i Zasyadko. Ukrainas tjänstemän säger att så många som 33 människor kan ha dött.
Det finns farhågor för att rebellerna saknar resurser för att hantera katastrofen, rapporterar BBC:s Tom Burridge.
Zasyadko var platsen för Ukrainas värsta gruvkatastrof för nästan åtta år sedan, då 101 människor dödades.
Ukrainas president Petro Porosjenko har krävt tillgång till gruvan för regeringsräddare och polis.
Gruvan är nära en frontlinje där de proryska rebellerna har slagits mot ukrainska regeringstrupper.
Men Ukrainas gruvförbund, Mykhailo Volynets, berättade för en ukrainsk TV-kanal att det inte hade förekommit några strider i området under de senaste dagarna.
Ukrainas ekonomi har minskat avsevärt sedan striderna började i april, men många kolgruvor fortsätter att verka i konfliktzonen.
Gruvsäkerhetsstandarderna är dåliga, och det inträffar ofta olyckor.
18 november 2007: 101 gruvarbetare dödades efter en metanexplosion i Zasyadko Mine, Donetsk
11 mars 2000: 80 dödade efter en metanexplosion vid Barakovagruvan i Luhanskregionen
4 mars 2015: 33 fruktade döda efter misstänkt metangas explosion på Zasyadko
Förvirringen omgav dödssiffran timmarna efter explosionen, som inträffade mer än 1000m (3 200ft) under jord vid 05:20 lokal tid (03:20 GMT).
I Ukrainas parlament i Kiev tillkännagav talaren Volodymyr Hroisman att 32 personer hade dödats och krävde en tyst minut.
Men senare drog han tillbaka figuren och sade i stället att en person var död och att omkring 30 andras öde var okänt.
Rebellerna sa att 23 gruvarbetare var döda.
Men den Ukraina-kontrollerade Donetsk regionala administration sade senare på onsdagen att 33 människor dog, och nio kroppar hade redan återfunnits.
Det är känt att 230 personer befann sig i schaktet vid tidpunkten för explosionen. Cirka 200 har nu redovisats.
Systern till en gruvarbetare som befann sig i gropen vid tidpunkten för explosionen, Alexei Novoselsky, stod vid ingången till gruvan, i tårar, rapporterar Reuters.
"Säg mig, finns det överlevande?" frågade hon en räddningsman. "Varför döljer du sanningen?"
En svetsare vid gruvan, som gav sitt namn som Oleg, sade: " Jag har varit nere i gropen i 23 år, och detta är den fjärde explosionen som jag kan minnas.
"Om de inte fick ut dem direkt, kommer de senare bara att hämta kroppar. En explosion är en hemsk sak."
Gruvan är en av Ukrainas största kolproducenter.
I slutet av förra året, var gruvan enligt uppgift fortfarande levererar kol till koks och kemiska arbeten som ägs av Ukrainas rikaste affärsman, Rinat Akhmetov, i Donetsk regionen.
I det gamla kolgruvområdet Donbas är Zasyadkogruvan en av de nyaste. Det startade sin verksamhet 1958 och sägs nu vara delägt av Yukhym Zvyahilsky, en lokal ledare med pengar och inflytande som en gång var en tillförordnad premiärminister i Ukraina och nu är en parlamentsledamot.
Gruvan är också en av de farligaste. Den är djup och har särskilt farliga halter av metan.  År 2007 var särskilt dåligt. Den såg tre olyckor, varav det värsta krävde 101 gruvarbetares liv.
Under normala omständigheter har Ukraina ett etablerat räddningsförfarande. Det finns många skickliga lokala räddningsarbetare hjälps av lag som snabbt förs in från andra delar av Ukraina. Men detta är inte normala tider.
Kriget i östra Ukraina orsakade en hel del materiella skador på infrastruktur, strömförsörjning och vägförbindelser över Donbas. Den bröt också de befintliga förbindelserna med centrala myndigheter. Det är osannolikt att rebellerna kommer att tala med Kiev och låta räddningsteamen komma in, men kommer de att vända sig till Ryssland för att få hjälp?
Oavsett dödssiffran för denna olycka, bidrar den till den deprimerande statistiken i denna del av Ukraina, där FN har rapporterat att mer än 6.000 människor har dödats av den konflikt som splittrar den.
En misstänkt metangas explosion vid en gruva i ett rebell-hållet område i östra Ukraina tros ha dödat minst 30 personer, rebellerna berättade BBC.