1991年4月22日，海林市柴河林业地区刑侦科发现内勤赵伟石(男，29岁)一整天没上班，即派人查找，见到他与女儿赵宇被人杀死在家中。案发后省公安厅、省林业公安局及牡丹江林业地区公安局都派人赶到现场，勘察中提取了凶器2件(烟灰缸及绳索2条)和赵家地面砖上残缺穿袜足迹1枚等。同时发现赵佩带的“六四式”手枪一支、弹夹一个被抢。经调查，了解到赵伟石夫妻不合，两人都有不正当男女关系。专案组怀疑犯罪分子是因奸情临时动意杀人，抢枪则是为了转移公安视线。经大量工作，收审了重大嫌疑人王卫光，王交待了作案过程，但不交待枪支下落，后推翻证词，案件未能进入诉讼程序。
1994年1月17日，海林市刑警大队接到一起报案，赶到市公安局交警队车管股股长王建才家中，见到王和他的3个孩子分别被杀死在3个房间内。王建才中4枪，3个孩子各中1枪，从卫生间的门把手上提取到血指纹一枚，从3个房间提取了“五四式”手枪子弹头5枚、弹壳7枚，在客厅沙发和地面上提取了足迹。
王建才的女儿王威是幸存者，据她描述，当日下午约4时10分，她在厨房里做饭，父亲回到家中。随后不久，门外进来2个陌生人，一高一矮、一胖一瘦，年龄都在40岁左右。两人直接进入客厅与王建才谈话。以后，客厅里发出2声枪响，王威侧头探视，见父亲坐在客厅的沙发上，头部出血，胖子正用枪逼住他头部。王威惊叫一声，瘦子就奔过来用手枪朝王威头部开了一枪，但枪没响，王威转身跑入卫生间，随手推上门，插上插销，又推开风窗跳入后院跑到邻居家求救。市局当即部署警力在交通要道堵卡，同时检验弹壳，发现现场使用的两支枪分别是1991年4月19日在柴河杀死民警赵伟石时抢走的手枪和1993年10月6日在海林镇杀死石河派出所所长丁国春夫妇抢走的手枪。对现场周围目击者和出租车司机的查访，查明2名犯罪分子从海林乘出租车辗转逃往牡丹江市桦林镇。
根据枪支来源和罪犯逃跑方向都是柴河，被害对象都是柴河人，由省、地、市及牡市林业分局领导同志参加的破案总指挥部以及柴河、桦林两个分指挥部制定了侦破方案，决定以柴河为主战场、海林、桦林为分战场，确认“五种对象”、“四个条件”，又以指纹为依据，开展大规模大声势的摸查。指挥部根据作案特点将柴河和牡丹江另外3起特大抢劫杀人案件联系起来一并考虑，扩大了摸排对象，对现有党政干部、公安政法民警也逐人进行调查，捺取指纹。罪犯终于被惊动了，柴河林业局贮木厂工人王成岩于1月25日携带2支手枪畏罪潜逃，1月30日中午在辽宁开源市郊杀死一名司机后被民警击毙，手枪使其暴露身份。
在未拿到口供的情况下，指挥部采取果断措施对王成岩家属进行隔离审查。王犯的妻子、儿子和一个8岁的女儿除说明王是1月24日离家出走以外，别的一概不谈。最后，指挥部选准王的女儿作为突破口，王的女儿谈出，她爸爸有一个朋友，姓张，是公安局的，发案前后常来找她爸爸，还证实1月17日晚，她爸爸很晚才回家，穿了一件警察大衣。
这个“张叔叔”即柴河林业公安局办公室副主任张四维，他的暴露令人吃惊，但立即被隔离审查。张副主任承认与王成岩是好朋友;在一起做过倒卖虎鞭的生意，别的一概避而不谈。他是有多年工作经验的公安干部，任派出所民警时因工作出色立过三等功，还当过预审员，对审讯工作策略十分了解。
当时公安方面虽然获取了许多线索和情况，但还没有拿到直接证据，若张一口咬定搜查出来的物品是王成岩送给他的，审讯便会陷入僵局。为此，指挥部组成了由省、地、市三级领导参加的强有力的审讯班子，由省厅刑侦处副处长闫自忠主审，将“王成岩尚在辽宁医院抢救已脱离危险”的说法传达给张四维，对其进行干扰和迷惑，审讯中适时使用张的姘头李秋艳提供的“炮弹”，造成张四维的精神防线完全崩溃，最后他交待了与王成岩合伙杀害赵伟石等17人、作案6起、抢劫现金及财物1万余元的犯罪事实。
张四维和王成岩是小学同学，1989年10月王成岩任柴河林业局贮木场北车间副主任时，与女工李X有不正当的两性关系，后被李X控告强奸。林业地区公安局受案调查后，确认案件不成立，建议贮木场作行政处理。李的丈夫郭XX遂对王成岩进行报复，用刀将王刺成重伤，林业区公安局对郭XX以伤害罪报请检察院批捕，并移送起诉，后被检察院免诉。此时，张四维在林业公安局预审科任预审员、办案中对王成岩有过诸多关照，王对此十分感激，以后两人关系密切。张四维一直感到经济窘迫，曾因兜内仅剩10元钱无法支撑到警校毕业，不得已向别人借了10元钱，深受刺激。他觉得钱对他太重要，而王成岩也急于弄钱，两人便合伙预谋和实施了系列杀人抢枪、抢劫的罪恶行径。
他们每作一案都经过详细的研究、考查和策划，除非意见一致才动手。作案工具从不留在现场，用枪而不开枪，他们采取跨区域作案手法、转移侦察视线，得以长期隐藏。“1.17”案件中，由于被害人王建才奋力反抗，两人才不得已开枪。暴露线索以后，王成岩提出两人一起外逃，张四维狡猾地让王成岩自己带两支枪走，想办法在外面留下痕迹，引开公安机关对柴河的注意，同时告诫王，暴露后不可被抓住。王表示，就是打死也不会被抓住。这是最后一招，一切都按预谋的进行，但还是没有逃出法网。张四维、王成岩的作案已构成典型的现代高智能犯罪，这一案件的发生对黑龙江省乃至全国公安机关来说都是个震动。纵观黑龙江省近年来出现的五起系列大案，不难看出当前刑事犯罪不断向恶性化发展的趋势。而鹤岗大案某种程度上正是在这一起基础上达到新的犯罪高峰。
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