HAUL TRUCK POSITIONING METHOD UNDER AN EXCAVATOR BUCKET

Original paper

UDC 004:629.33:621.396.663 c D.Yu. Khudonogov1, I.N. Sushkin2, М.S. Nikitenko1, S.А. Kizilov1, 2025

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2025, №12

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-12-86-90

Authors

D.Yu. Khudonogov1, I.N. Sushkin2, М.S. Nikitenko1, S.А. Kizilov1

1 Federal Research Center of Coal and Coal-Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation

2 Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation, e-mail: admolv@gmail.com

Authors Information

Khudonogov D.Yu. – Scientific Fellow, Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation, e-mail: admolv@gmail.com

Sushkin I.N. – PhD (Engineering), Head of the Department of Special Radio Engineering Systems, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation, e-mail: isushkin@sfu-kras.ru

Nikitenko M.S. – PhD (Engineering), Head of laboratory, Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation, e-mail: ltd.mseng@gmail.com

Kizilov S.A. – PhD (Engineering), Scientific Fellow, Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, 650065, Russian Federation, e-mail: sergkizilov@gmail.com

Abstract

This work aims to enhance labor productivity during loading operations at a coal open-pit mine by reducing excavator idle time caused by haul truck maneuvering. The study focuses on the process of mutual orientation of mobile objects for positioning haul trucks, organized using satellite navigation receiver equipment. A method for maneuvering a haul truck from an excavator-truck complex at the loading point for positioning under the excavator bucket is proposed. The paper explores options for deploying a virtual model of the loading area with a dead-end entry route for the truck into the designated maneuvering and loading zones. The proposed approach—utilizing navigation receivers, a virtual model of the loading area, and defined truck maneuvering schemes between its technological zones—reduces truck spotting time and improves loading safety for overburden and coal. The virtual model and maneuvering scheme are adaptable and depend on the dimensional parameters of the excavator-truck complex equipment.

Keywords

Excavator and automobile complex, satellite radio navigation systems, loading scheme, maneuvering, mutual orientation of moving objects, virtual model of the technological site, relative coordinates, mutual orientation, phase measurements, consumer navigation equipment.

References

1. Стенин Д.В., Фурман А.С., Ашихмин В.Е. Исследование режима работы экскаваторно-автомобильного комплекса на открытых разработках // Автомобильный транспорт. 2007. № 5. С. 96-98. Stenin D.V., Furman A.S., Ashikhmin V.E. Study of the operating mode of an excavator-automobile complex in open-pit mining. Avtomobil’nyy transport. 2007;(5):96-98. (In Russ.).
2. Rakesh M., Dash A.K. Strata Control Challenges and Monitoring Strategies in Indian Coal Mining under Complex Geotechnical Conditions. Journal of Mines, Metals and Fuels. 2025;73(7):2197-206. DOI: 10.18311/jmmf/2025/49359.
3. Zhou Y., Li C., Yang W. Dynamic Assessment of the Eco-Environmental Effects of Open-Pit Mining: A Case Study in a Coal Mining Area (Inner Mongolia, Western China). Sustainability. 2025;17(11):5078. DOI: https://doi.org/10.3390/su17115078.
4. Santoso H., Situmorang R.M. Groundwater Modeling in Open Pit Coal Mining Plans Using the Finite Difference Method – Case Study from the Bengalon River Basin (East Kalimantan, Indonesia). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2025;(1517):012025. DOI: 10.1088/1755-1315/1517/1/012025.
5. Вуейкова О.Н., Ларин О.Н. Вопросы повышения эффективности работы карьерного автотранспорта // Вестник Оренбургского государственного университета. 2011. № 10. С. 20-25. Vuyeikova O.N., Larin O.N. Issues of increasing the efficiency of quarry vehicles. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2011;(10):20-25. (In Russ.).
6. Программа развития угольной промышленности России на период до 2035 года, от 13 июня 2020 г. № 1582-р.
7. Кузнецов И.С. Оптимизация параметров карьерных экскаваторно-автомобильных комплексов с учетом внеплановых простоев: дис. … канд. техн. наук. 2022. 169 с.
8. Сушкин И.Н. Высокоточные фазовые методы измерения в спутниковой навигационной аппаратуре потребителя // Успехи современной радиоэлектроники. Зарубежная радиоэлектроника. 2014. № 5. С. 57-60.
9. Герко С.А. Алгоритмы определения относительных координат подвижных объектов по измерениям псевдофаз и их приращениям в ГНСС: дис. … канд. техн. наук. 2012. 159 с.
10. Никитенко М.С., Худоногов Д.Ю., Попинако Я.В. Способ позиционирования автономного транспортного средства на основе машинного зрения и радиопеленгации // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2023. № 12-2. С. 84-86. DOI: 10.37882/2223-2966.2023.12-2.20.
11. Худоногов Д.Ю., Никитенко М.С., Кизилов С.А. Применение методов пеленгации в задачах ориентации автономных транспортных средств на закрытом технологическом участке // Современные наукоемкие технологии. 2023. № 12-2. С. 239-245. DOI: 10.17513/snt.39888.
12. Дмитриев Д.Д., Тяпкин В.Н., Фатеев Ю.Л. и др. Методы взаимной высокоточной навигации, основанные на использовании относительных режимов работы угломерных приемников сигналов ГНСС // Космические аппараты и технологии. 2022. Т. 6. № 2. С. 123-132. DOI: 10.26732/j.st.2022.2.07.
13. Жодзишский А.И., Нестеров О.В. Патент РФ № 2624268 «Способ определения взаимного положения объектов по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем». Заявка № 2016135147, 30 июня 2016 г. Опубл. 03.07.2017. Бюл. № 19.
14. Фатеев Ю.Л., Дмитриев Д.Д., Тяпкин В.Н. и др. Фазовые измерения в угломерной аппаратуре ГЛОНАСС/GPS без разрешения фазовой неоднозначности // Наукоемкие технологии. 2014. Т. 15. № 9. С. 16-19.
15. Yang S.-Q., Huang X.-L., Shen Z.-H., Zhang Y.-M. Knowledge-Based Structure Optimization Design for Boom of Excavator. Mathematical Problems in Engineering. 2021;(8869758):14. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/8869758.
16. Kuvshinkin S., Ivanova P. Impact analysis of bucket capacity and boom length of mining excavators on hoisting mechanism life. E3S Web of Conferences. 2021;(326):00032. DOI: 10.1051/e3sconf/202132600032.

Acknowledgements

The work was carried out within the framework of the State assignment of the Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the RAS, project FWEZ-2024-0025 “Development of scientific foundations for the creation of autonomous and automated mining machines, equipment, technical and control systems based on promising digital and robotic technologies (prolongation).”

For citation

Khudonogov D.Yu., Sushkin I.N., Nikitenko М.S., Kizilov S.А. Haul truck positioning method under an excavator bucket. Ugol’. 2025;(12):86-90. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-12-86-90.

Paper Info

Received October 3, 2025

Reviewed November 15, 2025

Accepted November 28, 2025