По результатам опытной эксплуатации в районе Ямбурга роторного траншейного экскаватора ЭТР-307 и получения СКБ «Газстроймашина» нового опыта разработки больших траншей 3 х 3,1 м в вечномерзлых грунтах до VIII категории прочности, ООО «Экомаш» в партнерстве с СКБ «Газстроймашина» и ОАО «Кировский завод» в период 1994-2003 гг. был создан энергонасыщенный роторный траншейный экскаватор ЭТР309 для разработки траншей 2,1 х 3,0 м в условиях Крайнего Севера.
В основе конструкции экскаватора ЭТР309, как и его предшественника ЭТР-254, лежит подход создания машины, соответствующей нагрузкам, режимам работы и технологическим требованиям, присущим этому виду техники.
Так, при установленной на экскаваторе ЭТР309 мощности двигателя 650 л.с., многие трансмиссионные узлы, узлы гидравлики, пневмосистемы, топливной системы, органы управления, контроля и др. взяты от скоростного колесного трактора К-703М «Кировец» мощностью 300-350 л.с., выпускаемого в значительных количествах.
При этом узлы «Кировца» встроены в трансмиссию экскаватора таким образом, что передаваемые ими нагрузки меньше, чем на тракторе. Ходовая часть экскаватора сделана из узлов ходовой части Чебоксарского промышленного трактора Т20.10. Если бы в качестве базы экскаватора использовался промышленный трактор мощностью 600-650 л.с., то только тягач экскаватора имел бы массу 60-65 т, тогда как масса всего экскаватора ЭТР309 составляет 70 т.
Отечественная школа разработчиков роторных траншейных экскаваторов всегда использовала полуприцепную компоновочную схему соединения рабочего органа с тягачом. Западная школа отличается использованием только навесных схем.
Полуприцепная схема соединения рабочего органа с тягачом придает машине ряд базовых преимуществ при работе в не очень стесненных условиях:
- при этой схеме масса рабочего органа может составлять половину массы всей машины (при навесной схеме тягач для уравновешивания рабочего органа должен иметь 2/3 массы экскаватора). Это позволяет усилить рабочий орган, подвергающийся максимальным и интенсивным нагрузкам в грунтовых условиях Крайнего Севера, без значительного увеличения общей массы машины;
- полуприцепная схема с колесной опорой в задней части рабочего органа позволяет совершать протяженные перегоны машины самоходом и осуществлять перевозки машины на серийном трейлере без разборки экскаватора, когда колесо задней опоры рабочего органа катится по дороге;
- грамотно структурированная полуприцепная схема, когда оси вертикального и горизонтальных шарниров механизма сочленения рабочего органа с тягачом пересекаются, значительно повышает продольную и поперечную устойчивость машины, позволяет при работе и транспортировке преодолевать значительные уклоны;
- полуприцепная схема с шарнирным в двух плоскостях соединением рабочего органа с тягачом обеспечивает идеальную продольную прямолинейность траншеи при разработке как талых, так и мерзлых грунтов;
- наличие шарнирного соединения рабочего органа с тягачом позволяет снижать влияние местных неровностей и получать траншеюсо сглаженным дном;
- реализованная в ЭТР309 конструкция полуприцепной схемы обеспечивает при небольшой массе высокую прочность и пространственную жесткость, что в совокупности с местом расположения шарнира сочленения рабочего органа с тягачом сводит к минимуму динамику работы, в том числе и при разработке прочной мерзлоты;
- примененная пространственная полуприцепная схема имеет переменный габарит по высоте. Это позволяет при перевозке на трейлере и перегонах самоходом со снятыми верхними и нижними ковшами, уменьшать по высоте габарит механизма подъема рабочего органа вплоть до габарита роторного колеса.

В ЭТР309 применена специальная система поперечного позиционирования рабочего органа, встроенная в систему полуприцепного шарнирного сочленения его с тягачом. Эта система позволяет автоматически обеспечивать вертикальность стенок траншеи в широком диапазоне поперечных уклонов местности и избегать скручивания несущих металлоконструкций рабочего органа, что особенно важно при увеличении глубины копания до трех метров в жестких грунтах.
В течение нескольких десятилетий разработчики отечественных траншейных роторных экскаваторов в СКБ «Газстроймашина» создавали, совершенствовали и развивали способы размещения режущего инструмента на ковшах ротора с целью оптимизации процесса копания. Оказалось, что число зубьев на ковше должно быть минимальным, а число ковшей в грунте, зубья которых перекрывают всю ширину забоя, должно быть наибольшим. Такой подход обеспечивает минимальное трение задних граней о грунт, скол грунта крупными фракциями (а не его размельчение), равномерное заполнение всех ковшей грунтом, уменьшение динамики работы машины при разработке прочной мерзлоты. В ЭТР309 применена схема расстановки зубьев по патенту России №1745819. Она представляет собой сочетание несимметричной ступенчато-шахматной расстановки, состоящей из двух групп ковшей на роторе, и симметричной ступенчатой расстановки, имеющей одну группу ковшей на роторе. Эти зубья закреплены на подкладках и имеют увеличенный вылет. При малых подачах и в нижней части забоя работают только эти зубья. При больших подачах в работу вступают зубья, установленные без подкладок. Это обеспечивает сохранение оптимальной толщины стружки и усилия резания на режущем инструменте в широком диапазоне подач ротора.
В 2000 г. ОАО "Кировский завод" изготовлен опытный образец экскаватора ЭТР309 (зав.№001, он на фото выше), эксплуатацией и доводкой которого занималось ООО "Сибрегионгазстрой" (Н.Уренгой) на Крайнем Севере в вечномерзлых грунтах. В марте 2004 г. машина успешно прошла приемочные испытания. В 2008 г. изготовлены еще два экскаватора ЭТР309 (зав.№002 и №003).
В 2004-2005 гг. ОАО "Ирмаш" по заказу ЗАО "Стройтрансгаз" выпустил обновленый вариант ЭТР-254А, в котором учтены и лучшие решения, полученные при испытаниях и доводке ЭТР309, и особенности нового базового трактора, выпускаемого Кировским заводом.