Der Betrieb von Klosterbusch begann 1918 als Stollenzeche im Längenfeld Sonnenschein. Daher wurde die Zeche einige Jahre als Sonnenschein geführt. 1920 begann der Tiefbau. Für den Absatz der Kohle wurde eine zwei Kilometer lange Seilbahn zur neuen Aufbereitung am Bahnhof Herbede gebaut. Wegen der knappen Finanzen konnten die Stützmasten 1920 nur als Holzkonstruktion ausgeführt werden. Ab 1926 wurden sie durch eiserne ersetzt. Die für den Absatz notwendige Brikettfabrik am Bahnhof Herbede ging 1922 in Betrieb. Daneben befand sich auch die Zechenverwaltung.
Die beengten Verhältnisse ließen im Lottental nur den Bau der Förderanlage zu. Der Start war sehr schwierig, da der 1. Weltkrieg noch andauerte. Für neue Bergwerke durften keine Bergleute herangezogen werden. Auch das nötige Material und Maschinen konnten nicht mehr über Bezugsscheine bezogen werden. Daher kam es zur Zusammenarbeit mit der Rheinisch-Westfälischen-Schachtbau AG aus Essen. Sie war als kriegswichtig anerkannt, hatte einen eigenen Maschinenpark und die nötigen Arbeitskräfte. Erstellt wurde eine einfache Förderanlage und eine Schleppbahn zur Ruhrbrücke in Herbede. Durch das nötige mehrfache Umladen litt die Qualität der Kohle so stark, dass die oben angesprochene Seilbahn als einzige Transportlösung in Frage kam.
Ausgehend von den alten Grubenbauen im Feld Sonnenschein wurden Strecken in Richtung Osten aufgefahren. Dabei stellte sich heraus, dass der alte Abbau viel geringer war als erwartet. Das hier als Sattel anstehende Flöz Geitling hatte eine Mächtigkeit von 1,5 m und reicht für eine Förderung von 10 - 15 t täglich. Die Kohle wurde im Steinbruch im Tagebau gewonnen. Zeitweilig wurden 11 m erreicht. Obwohl die Qualität der Kohle relativ schlecht war, da sie kaum Stücke enthielt konnte sie wegen der herrschenden Kohlennot gut abgesetzt werden. Im Frühjahr 1919 ging der Tagebau zu Bruch. Dies erzwang den schnellen Übergang zum Tiefbau. Es wurde ein tonnlägiger Schacht im 1 m mächtigen Flöz Kreftenscheer bis 100 m abgeteuft und hier die Sohlenstrecken aufgefahren, da das Flöz hier sehr mächtig wurde und das Teufen bis auf 120 m außerordentlich schwierig geworden wäre. 1921 kam ein weiterer tonnlägiger Schacht im Flöz Geitling dazu. Beim Abteufbeginn des seigeren Förderschachts im Jahr 1922 wurde bis zu einer Teufe von 185 m Kohle gewonnen. Mit zwei Versuchsstollen wurde die beste Lage des Schachts erkundet. Wie die zahlreichen Tagesöffnungen der Vorgängerstollen haben sie keine Spuren hinterlassen. Das Fördergerüst konnte günstig von einer stillgelegten Erzgrube im Siegerland erworben werden und für die Kohleförderung umgebaut. Auch die Fördermaschine wurde gebraucht gekauft (vom Kalibergwerk Rastenberg in Sachsen-Anhalt). Beim späteren Ausbau der Tagesanlagen wurde diese Praxis weiter betrieben. Nach schwierigen Anfangsjahren bedingte der englische Bergarbeiterstreik 1926 eine starke Kohlennachfrage und die Zeche konnte sich am Markt etablieren.
Da die Kohle komplett in steiler Lagerung anstand war ein Bergeversatz nach dem Abbau nötig. Das Material wurde aus dem zu seiner heutigen Größe anwachsenden Steinbruch entnommen. Damit verbesserte sich auch der Tagesbetrieb für den sukzessive immer mehr Platz zur Verfügung stand.
Für die Bergleute wurde die Lennershofsiedlung gebaut, die weiter nördlich beim Dorf Querenburg lag und die einzige zusammenhängende Bebauung im weiteren Umfeld war. Heute liegt sie zwischen der Ruhruniversität (RUB) und der Fachhochschule Bochum. Die wenigen Wohnhäuser neben der Zeche waren für die leitenden Angestellten bestimmt. Das Ende von Klosterbusch kam nicht nur durch den Bau der RUB. Viele der Bergleute nutzten die Chance, als Opel 1961 das erste Werk in Bochum eröffnete und wechselten dorthin. Wegen der verkehrsfernen Lage und der vergleichsweise schlechteren Arbeitsbedingungen wurde kein Ersatz gefunden und die Zeche 1961 auf Drängen des Landes NRW und der Stadt Bochum vorzeitig stillgelegt. So sollten Bergschäden auf dem Gelände der geplanten Universität verhindert werden. Die Stilllegung hätte noch hinausgezögert werden können, war aber nicht zu verhindern. Klosterbusch baute nur Hausbrandkohle ab, die ab 1958 vom Heizöl verdrängt wurde.
Für die Bewetterung wurden neben Tagesüberhauen drei Luftschächte abgeteuft. Einer lag im Hang auf der anderen Seite des Steinbruchs. Zu ihm führte ein kurzer Wetterkanal, dessen Ausgang durch einen kleinen Schutzbau erkennbar ist. Die beiden anderen Luftschächte lagen am östlichen Hang des Kalwes neben der Kläranlage des Ölbachs (Revisionsöffnug vorhanden) und südlich der Haarstraße am westlichen Rand der Berechtsame kaum zugänglich umgeben von Ackerland.
Da zu Beginn der 1950er Jahre der Abbau im Bereich Voßkuhlenbusch intensiviert wurde war Bergeversatz notwendig. Dazu wurde ein Bergerollloch mit 0,9 m Durchmesser gebohrt. Die Versatzberge wurden per LKW angeliefert. Wie alle anderen Schächte wurde das Rollloch 1961 verfüllt. Nur noch der Wende Von der Förderanlage sind noch zwei Gebäude erhalten. Im Mauerwerk sind unterschiedlich große Bruchsteine zu erkennen. Sie stammen vom Material, das beim Teufen des Förderschachts anfiel. Das Betriebsbüro war der erste provisorische Standort der Universitätsbibliothek und steht steht heute leer. Der bauliche Zustand ist kritisch. Im angrenzenden Werkstattgebäude war bis 2015 ein aus Sicherheitsgründen ausgelagerter Bereich der Ingenieurwissenschaften mit einer Zentrifuge untergebracht. Alle anderen Gebäude wurden abgerissen. Seit 2016 wird nach einer Folgenutzung (mit Sanierung) gesucht. Die angrenzende Fläche und die des Steinbruchs wird von der Grünen Schule Bochum genutzt, die Menschen mit geringer Qualifizierung eine Ausbildung im Garten- und Landschaftsbau ermöglicht. Der Steinbruch ist als Naturdenkmal Teil des Geopark Ruhrgebiet, da hier der Kern des Stockumer Sattel in beeindruckender Größe aufgeschlossen ist. Ein Video der Stadt Bochum zum Steinbruch kann unter Steinbruch Klosterbusch abgerufen werden.
Im Hang befindet sich der Eingang zum Rest des ehemaligen Förderstollen, in dem eine der seismischen Messstationen der Ruhruniversität (Bestandteil des Deutschen Seismologischen Regionalnetzes) untergebracht ist. Im etwa 40 m langen Stollen ist ein mit Beton verschlossener Querschlag zu erkennen. Einige Wasserbecken wurden eingebaut, die Biologen zur Beobachtung von Grottenolmen dienten. In einer Aufweitung des Stollen vor den Wetterschacht ist die eher unauffällige Messstation untergebracht. Ein Wetterrohr im verfüllten Wetterschacht sorgt für die passive Belüftung. Sonst würde die Feuchtigkeit zu hoch, auch wenn es nur knapp 20 m bis zur Tagesoberfläche sind.
Der Förderschacht mit seiner Revisionöffnung liegt hinter dem ehemaligen Büro und ist zugänglich. Die Gebäude auf der anderen Straßenseite waren Beamtenwohnungen.
Von der Seilbahn sind noch die Fundamente der Pfeiler zu erkennen. In der landwirschaftlich genutzten Fläche auf der Hochfläche zwischen Zeche und Ruhr (heute Kemnader Stausee) liegen diese als verbuschte Bereiche, besonders gut im Luftbild erkennbar. Die Seilbahn war eine markante Landmarke durch die Höhe der Masten im Ruhrtal. Allein die Steilkante ist knapp 40 m hoch. Hier ist noch ein Betonfundament im Hang erhalten. Das Verwaltungsgebäude an der ehemaligen Aufbereitung in Herbede existiert noch.