1932年4月16日，中共陕西省委派谢子长、焦维炽到靖远策划发动兵变。谢、焦二人当天晚上即从西安出发，于4月28日到达靖远，与部队内部的团党委取得联系，王儒林安排谢子长和焦维炽住在党的地下交通员李发荣家中。谢子长因与王子元之间的特殊关系，不便公开活动，隐蔽起来研究一些具体问题，外面的活动由焦维炽出面进行。经过团党委两次会议研究最终商定，先以请愿的形式与王子元进行面对面的斗争。
5月3日，各团、营、连派代表要求发服装和补发菜金，并提出限期答复的要求。王子元鉴于以往因发生同类事情未得及时处理而造成400多人哗变的教训，当天便向每人发了三分钱的菜金，第二天给每人发了一套单军装。通过这种形式开展斗争取得成功，增强了党员干部的信心，也鼓舞了士兵的斗志。后来，又召集三次团党委会议，并拟定了起义的行动计划，准备利用王子元和新任参谋长姚绍芳举行会议的时机，由二营营长吕振华带领士兵包围王的住处王公馆并收缴枪支，拘捕反动军官，强迫王子元下令缴了特务营的枪，宣布全旅起义，或者在王子元参加教导队举行毕业典礼时采取行动，但具体时间没有确定。
与此同时，王子元和姚绍芳秘密策划了另一行动。王子元以整顿军队为名加强了警戒，突然派兵包围张东皎的住所，并将张东皎和王儒林扣押，执法处的手枪和步枪共十余支也被收缴。得知变故后，谢子长、焦维炽立即召开团党委会议，决定立即行动，尽可能将参加兵暴的部队全部带走。拟带出的有二营、教导队、十营十连、骑兵二连、骑兵三连，共400余人。
5月5日傍晚，二营、二营五连、一营一连，在吕振华、张秀山、曹炳奎的分别带领下从县城出发，向东行进。次日凌晨，兵暴部队在打拉池会合。因骑兵两个连驻在西关未能参加行动，仅拉出200多人，谢子长、焦维炽没有跟上部队，张秀山便向士兵介绍了陕甘游击队的情况和组织纪律，按原计划将部队改编为陕甘工农红军游击队第4支队，谢子长任总指挥，焦维炽任政委，因其二人不在部队中，暂由吕振华代理。随即对部队进行了整编，二营编为一个大队，曹炳奎任大队长，一营一连编为一个大队，张秀山任大队长。
部队整编后，吕振华下达命令，向海原进发。中午时分，部队到达郎山。这个时候，周维邦、王治邦带领两个骑兵营的人马追了上来，对方依据骑兵优势，将部分起义兵包围。为避免全军覆没，吕振华带领大部分人员急速向屈吴山撤退，张秀山、曹炳奎领少数人阻击追兵。在打退追兵后，亦撤入屈吴山深处。为甩开追兵，随后将游击队分为两路，由吕振华、苏醒民分别带领，一边打游击，一边向陕甘边区汇集。张秀山等人因未能跟上部队，在山沟的一个小村庄里被跟踪追来的骑兵俘虏。由于行动仓促，靖远兵变失败。