Na początku 1960 roku objął rolę tymczasowego trenera Górnika Zabrze i sprawował ją do 10 stycznia. Nowym szkoleniowcem „Trójkolorowych” został wówczas Wilhelm Lugr, u którego Karolek został asystentem. Tę samą funkcję pełnił również u kolejnego trenera, Augustyna Dziwisza. W maju 1962 roku Karolek rozpoczął samodzielną pracę w Górniku po tym jak zwolniono Dziwisza, któremu zarzucano nieprzestrzeganie dyscypliny w klubie i wygórowane żądania finansowe. Na ławce trenerskiej „Trójkolorowych” Karolek zadebiutował 27 maja w wygranym 3:1 spotkaniu z Gwardią Warszawa. W skróconym do rundy wiosennej sezonie 1962 drużyna zajęła pierwsze miejsce w tabeli grupy I i przystąpiła do baraży o mistrzostwo Polski z Polonią Bytom, zwycięzcą grupy II, które przegrała i wywalczyła tytuł wicemistrza. Zespół prowadzony przez Karolka dotarł do finału Pucharu Polski, w którym poniósł porażkę 2:1 z Zagłębiem Sosnowiec. Po zakończeniu sezonu trenerem Górnika został Edward Cebula, u którego Karolek objął funkcję asystenta. We wrześniu 1963 roku zarząd klubu stworzył tercet trenerski, w skład którego weszli Cebula, Karolek i Hubert Skolik. Według źródeł miało wynikać to z braku zaufania do trenera Cebuli, który po rundzie jesiennej sezonie 1963/1964 stracił pracę na rzecz Ferenca Farsanga.