30日下午，曹小安四人乘车赶到长冶市公安局。王局长亲自接待了曹小安一行。在听了曹小安的情况介绍后，王局长立即召开了长冶地区各单位的保卫干部会议。
在会上让曹小安介绍了案情，讲了那个天津口音的男青年的面貌、服装和特征，要求各单位在内部按特征摸排嫌疑人，提供赋索，并向全市印发了通报，在全市部署查找。
12月刚开始，曹小安让刘三侃、郑文西到铁路南派出所摸排情况。曹小安带刘青宇到长冶铁路北派出所摸查。
曹小安、刘青宇来到长冶铁路北站，这是个货运车站。在车站派出所的协助下，曹小安、刘青宇两人在站内逐一找人访问，了解情况。
当找到货场的杜永新了解情况时，小杜听了曹小安介绍的男青年的特征后，说：“二十四五岁，天津口音，身高1,7米，瘦长脸，长头发，上穿军绿的确良上衣，下穿喇叭腿裤子，右膝下被红墨水染脏了一块，脚穿青年式三接头皮鞋。这个特征像我们这里机务段的郭辉。他就有一条喇叭腿裤子，正好是右膝下被红墨水染红了一块，而且特征也像。”
杜永新接着说：“这个人前年入职参加工作，入站以来，工作一直马马虎虎。去年年担任炼钢炉长的两年中，曾三次在内部盗窃，受过记大过处分，并被撤销其学习炉长的资格，分到工厂机务段学习钳工。”
刘青宇听到这一情况后高兴的问道：“这个人的情况非常符合火车上的那名天津口音的男青年。”
曹小安、刘青宇两人来到机务段找到段长杨明，进一步查考勤。查明郭辉于11月5日至14日请假到天津探亲。这又进一步说明郭辉有作案时间！
在进一步的调查访问中，一名工人反映道：“在11月5日下午4时02分，我到长冶南站去送亲友上车，看到郭辉上了395次列车。我问他：‘去哪儿？’他说：‘回天津探亲。”
许多人证的共同反应，更进一步证实郭辉与死者闻金莲是坐的同一次列车。经过秘密调查，郭辉的三接头青年式皮鞋花纹与现场照片上的足迹花纹一致。从而初步认定郭辉有重大犯罪嫌疑！
曹小安打电话给晋普山煤矿保卫科，叫他们通知钟冠华连夜赶到长冶市北站。
第二天上午，曹小安将混有第郭辉照片在内的5张照片叫钟冠华辨认。钟冠华只扫了一眼就将郭辉的照片找了出来说：“这个人就是那个天津口音的男青年。”
接着，在机务段段长的安排下，让钟冠华到郭辉干活的车间外，隔着窗子秘密辨认包括郭辉在内的10名工人时，钟冠华立即指认郭辉就是那天乘同一次列车的天津口音的男青年。
事已至此，郭辉已构成杀人、抢劫财物的重大嫌疑人。曹小安立即打长途电话给吕南县公安局南郊分局刑警队程旭仁队长，向他汇报了在长冶市的查证情况，叫他立即办理法律手续传到长冶市公安局刑警队。
12月3日晚，在长冶市北站机务段，段长派人将正在干活的郭辉叫到段长办公室。曹小安向他出示了拘留证和搜查证，他的脸顿时变得煞白。他哆哆嗦嗦地在法律手续书上签了字。
曹小安与刘三侃、刘青宇、郑文西以及长冶市铁路北站派出所的民警押着郭辉到他的家里，在街道居委会主任的陪同下，对郭辉的家里进行了搜查。在他的床下，搜出了闻金莲购买的两大包结婚衣物。在立柜里搜出了他抢劫闻金莲的钱包内有闻金莲的照片、介绍信及9500元现金，还有闻金莲的名牌手表等。
在铁一般地证据面前，郭辉供述了他全部的罪行。郭辉供述道：“11月5日，在火车上，遇到闻金莲，见地她拿着两大包衣物，又听她说还带着不少钱，就起了图财害命的坏心。
在她的两个同伴先后下车后，我觉得这真是天赐良机！我就迎合她好奇、贪玩儿和好占小便宜的心理，用花言巧语讨