三次枪击使用的均是五六式半自动步枪，与高井电厂被抢劫的枪支枪种相同。两处现场的子弹，发射自同一支步枪。弹底标识均为７５－８１，从这点说明歹徒获取子弹的途径比较单一。
专案组在兵器部的帮助下，一批批地查找该批号子弹的生产日期和配备区域。终于查清了这批子弹的来龙去脉。这批子弹生产于文革后期，由河南某兵工厂制造，主要配备给南京军区和兰州军区。南京军区所配备的这批子弹没有下发到部队；而兰州军区的这批子弹主要分发给了新疆的阿克苏、吐鲁番、石河子、奎屯等地区。
专案组立即派人到新疆了解子弹管理情况，但因子弹数量过大，分布面广，且下发时间长，无法进一步划定核查范围。
同时，通过语言专家对黑面的司机所提供与歹徒对话情况的反复分析，专家们认定，对方所操的是北京地方话而不是普通话。这有重大意义，由此可确定犯罪嫌疑人应该是北京市人，而不是外地人。
专案组认为，犯罪嫌疑人的活动范围及居住地在石景山区之内（另一起案件发生在丰台西部，距石景山区并不远，而且交通方便），其中“重中之重”，应该在３３７路汽车总站附近。专案组明确了侦查范围，决定在３３７路汽车总站周围五公里范围内，挨门逐户，进行地毯式排查。
然而，经过长时间的工作，并没摸出有价值的侦查线索。
就在警方紧锣密鼓地行动时，白宝山戛然停止了在北京的一切活动。他把目光转向了外地。白宝山回想起小时候在徐水老家的情景，他记得村子附近就有一家兵工厂，文革期间造过枪。他决定到老家看看。
１９９６年７月，白宝山从北京木樨园长途汽车站乘车前往徐水。坐在疾驰的汽车上，白宝山回忆起了监狱的生活……
１９９１年，也就是在宣武区人民法院宣判加刑的五年之后，白宝山被遣送到大西北，在新疆石河子新安监狱服刑。大约在１９９２年间，白宝山接到当时仅十岁的女儿的一封来信，女儿在信中向他诉苦。白宝山读完信后痛哭了一场，发誓要让两个孩子过上好日子。
于是，白宝山着手做着各项准备工作。他知道，要作大案，没有文化知识是不行的。小时候他不肯读书，进了监狱却卧薪尝胆，坚持把文化课学下来，达到了能读书能看报的水平。
在白宝山“预想”的那些案件里，必须有武器。白宝山向往的不是普通的枪，而是火力猛、威力大又携带方便的枪种。还要有车，有高超的射击技术和驾驶技术――这都是前期准备的“必要条件”。在监狱里不可能搞到枪，也无法学习驾驶技术，但他可以学习枪械知识，还可以设法收集子弹。
新疆的劳改监狱，把犯人分为“收监犯”和“零星犯”两部分。部分零星犯夜里不收监，又叫外宿犯。他们有单独与外界的农牧民接触的机会。白宝山就是利用这个条件，趁机“买”到步枪子弹、机枪子弹和手枪子弹，并把它们藏匿起来。弄到子弹，只解决了他“预谋犯罪”构思中的一个环节，他还要熟悉枪械的性能和使用方法。
这一点上，他充分利用了服刑前曾在某军事单位工作过的室友。据这位室友回忆，白宝山对各种型号的枪支都有着浓厚的兴趣，“求知欲”极强。
白宝山在监狱里的这些准备工作是在暗中进行的，他利用自己的不善言谈，把自己伪装起来。在一个时期内，他在监狱里屡受好评。
１９９３年初，即白宝山来到大西北的第三年，经新疆生产建设兵团农八师（即石河子市）中级人民法院裁定，他被减刑一年。
在狱中最让白宝山感到解气的就是神不知、鬼不觉地杀了两个平时老欺负他的“恶人”。
１９９３年９月，与白宝山一起放牛的李宝玉突然失踪了。狱方对李宝玉失踪事件进行了调查，李宝玉并没带走任何东西，况且他还有一年就服刑期满了，按照常理，犯人在这种时候没有特殊理由，是不会逃跑的。虽然存在着许多疑点，因找不到其他证据，事情最终仍以李宝玉脱逃定案。
李宝玉因何失踪，最清楚底细的人，莫过于白宝山。
大约在一周之前，李、白二人发生了争吵。李宝玉打了白宝山一拳，白宝山没有还手。李宝玉说：“是爷们儿你也犯把脾气给咱瞧瞧，别净给北京人丢脸。”白宝山说：“行，你等着，这几天我就犯把脾气给你看……”事情不了了之了。李宝玉认为白宝山不过是说说而已，他犯脾气能犯到哪儿去？
白宝山第二天就着手准备。他一声不吭，背着人在牛棚后边挖了一个长宽各一米、深约两米的土坑，然后，把２００元钱塞到牛棚的墙缝里。
傅克军放牛去了，白宝山来找李宝玉，说：“我的钱藏在牛棚里，抠不出来了。你帮帮我，弄出来我请客。”李宝玉认为这是白宝山在讨好自己，就跟白宝山走进了牛棚。他问：“钱在哪儿？”白宝山指了指墙缝。李宝玉低头往里边瞅，钱卷成一卷，果然在墙缝里，用手指是抠不出来的。他找到半截细铁丝，弯个钩儿，猫腰帮着白宝山钩钱。
这时白宝山站在他的身后，摸出事先准备好的铁锤子，对准李宝玉的后脑就是一下。李宝玉翻翻白眼，一声不吭地栽倒在地。白宝山抡起铁锤，对准李宝玉的头部连续又打了四五下。白宝山看李宝玉被打死了，就把他的尸体扛出牛棚，扔进他事先挖好的土坑里。土坑边上放着一把铁锨，三下五除二，没用半个小时就把李宝玉的尸体埋好了。
一切都收拾停当，白宝山坐在牛棚外晒太阳。
１９９４年３月２２日――距李宝玉失踪仅半年，另一个与白宝山一起放牛的傅克军再次失踪。这次引起了中队的警觉和重视。
当时在牛房放牛的共有四人，白宝山、傅克军、秦百川和田守水（后两人为化名），四人全是北京调犯。３月２０日晚上９点钟，秦百川和田守水就回监号了――他俩不是外宿犯。当夜，在牛房住的只有白宝山和傅克军两个人。
２１日早晨，秦百川来牛房干活，没看见傅克军。他问白宝山，白宝山说：“傅克军去团场送牛奶了。”中午，傅克军没回来，但谁也没意识到傅克军会失踪。这天白天，秦百川发现傅克军的被子褥子枕头都不见了，问白宝山。白宝山说：“傅克军走时都带走了。”秦百川起了疑心，他想，傅克军去送牛奶，带被子枕头干什么？田守水也是一大早就过来的，他去打扫牛棚，发现牛棚已收拾干净，地上还洒了水。白天，监狱的焦中队长过来一次，谈今年承包的事。因傅克军不在，田守水说：“等克军回来，大家商量商量再定。”到了晚上８点，仍没等到傅克军。田守水、秦百川一同回了监号。
到了２２日晚上，白宝山才向中队报告说：“傅克军自２１日早晨外出，至今未归。”晚上１１点，监狱的魏中队长、焦中队长带领武警把白宝山、秦百川、田守水三人收监，说：“傅克军跑了，中队要对你们进行审查。”当晚，魏中队长安排另一名姓唐的犯人住进牛房。夜里，唐某躺在傅克军的床上，翻来覆去睡不着，总觉得有什么气味刺激着他。他伸手在土墙上抹一把，觉得腥乎乎的，打开灯辨认一番，发现墙上有许多喷射状的污点，像是血迹。再仔细检查，在房子的顶棚上也发现了同样的污点。他吓坏了，一夜未眠，第二天一早就向中队做了报告。
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