廈門市公安局抽調143名民警組成專案組，采取“滾雪球”式排查方法，深入走訪遇難者親友、傷員及幸存司乘人員，最終查清160名乘客中除無名屍外全部人員的身份與行程。
通過製表列項，逐人核實乘車原因、攜帶物品、座位位置及目擊情況。
經20多天反複核查，全車人員位置與物品擺放基本還原，唯有炸點處乘客身份成謎。
據站在通道上的乘客陳漢強回憶：“第一到第六位坐的都是外地男性，第六位約二十六七歲，國字臉，膚色黑，單眼皮，平頭偏長，身體壯實，衣著較臟。”
傷員劉麗珍、林淑珍補充說：“此人腿上放一黑色提袋，雙手護著，神情異常，穿舊襯衫不乾淨，左腿拱起、右腳踩地，座位旁有一個較大的黑色旅行袋。”
劉還提到，她曾兩次經過前車廂，腳碰到地上旅行包，“感覺硬硬的”。
這些敘述進一步證實，無名屍生前就坐在左側第六位，旅行包也是他帶上車的，無主遺物屬於該人。
為查找其身份，省公安廳在廈門先後召開四次全省協作會議，發出無名屍模擬畫像和特征通報，發動群眾大麵積排查。
廈門全市動員，審查隱蔽戰線線索、普查20—30歲男性常住人口、核查外來流動人口尤其是能接觸炸藥的民工群體，並對發案前離廈旅客逐一函調。
同時，結合清查非法爆炸物品行動，收繳大量炸藥、雷管、槍支彈藥等危險品。
科技手段也對無名屍進行了全麵檢驗。經上海、江西公安技術部門推算，其身高約1.76米排查範圍1.72—1.80米），年齡27歲左右範圍25—30歲），血型a型，胸肌發達、體格強壯。
全省共排查出2500多名失蹤人員，重點線索60多條，但逐一排除。
其間一度鎖定惠安縣流氓盜竊犯張誌鴻，其當過石工、懂炸藥，曾揚言製造爆炸。但經20多天偵查，最終在其妹夫家將其抓獲，排除嫌疑。
另一線索來自南安縣官橋鎮一封署名“閩誌剛”的匿名信，稱“要以王誌剛為榜樣”。經三個月偵查，證實寫信人是一名18歲青年，因家庭糾紛發泄情緒，與爆炸案無關。
省勞改局排查在逃人員時，發現寧化勞改大隊逃犯黃可芬與無名屍特征高度吻合：27歲，曾非法買賣炸藥雷管，1979年9月破窗越獄後下落不明。
專案組立即將其列為重點嫌疑對象。省公安廳專門會議部署追查其行蹤，印發載有其照片、指紋、筆跡的通報，派員赴其可能落腳的三明、寧德、建陽乃至浙江溫州、麗水、金華等地調查。
辦案人員頂嚴寒冒酷暑，曆時9個月，跨越4省13個地區67個縣市，走訪498人，逐步摸清黃可芬的情況：
黃可芬，化名吳國漢、陳誌平等，27歲，浙江蒼南人，後遷居福建順昌。兄弟六人，排行最小，好吃懶做。
1975年因炸魚、偽造票證、盜竊被拘留，1978年5月因結夥盜竊、買賣炸藥雷管被捕，判刑5年。
1979年9月越獄後，曾逃往邵武、浦城，兩度潛回浙江，又至福鼎蒼嶺采石場找打石工蔡大振購買炸藥。
蔡大振交代，黃可芬越獄後曾購3千克炸藥、5發雷管，稱“要去三明炸魚”。
與黃熟悉的刑滿釋放人員吳聯意稱，黃常說“吃在嘴上，死在路上”。在押犯人張文輝、唐海江透露，黃隨身帶炸藥雷管，懂用電知識，曾企圖盜槍搶劫、炸死仇家。
黃的二姐黃林梅、外甥蔡祖川證實，黃越獄後兩次投宿，穿紅色棉毛運動衣褲，與現場遺留衣物一致。另有8人證實，黃習慣攜帶2米鋼卷尺，愛穿棉毛運動服。
專案組研判認為，黃可芬性格凶悍，熟悉炸藥，有重大作案嫌疑。
1982年3月15日，廈門木器廠工人在廠倉庫屋頂發現一隻被炸斷的右手掌，距炸點142米，與無名屍拋落方向一致。
該手掌經9個月風吹日曬，已乾癟發黑，指紋模糊。送省公安廳處理後，終於提取出清晰指紋，與黃可芬服刑期間所留指模比對——認定同一。
1982年7月10日，廈門市公安局寫出破案報告，認定黃可芬為“6·24”案犯，依據包括：
一、年齡、身高、血型、指紋、體貌特征與無名屍同一；
二、坐於炸點正上方，其攜帶旅行包置於通道；
三、現場鋼卷尺、紅色運動褲等物與黃生前所用相同；
四、黃性情凶悍，熟悉炸藥，有作案動機與條件；
五、公安部126研究所複核無誤。
7月28日，廈門市委、市政府向省委、省政府呈報破案結論。9月6日，省委、省府批複：“同意，就是他。”
曆時一年多的艱難偵查，“6·24”廈門公交車爆炸案，終於真相大白。
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