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宁中学潮以后，警察找到被开除的梁大均，要求梁大均交回学费，因为他带头闹学潮。梁大均凑了十块银元给班头，才将此事了结。
此时马仲英又回到了宁夏，杜润滋动员梁大均和杨生连等人去参加马仲英的教导队。
杜润滋这样做是考虑当时党的任务主要是开展武装斗争 ，想借机逐步控制马仲英的教导队能为革命所用。马仲英部队里有一位叫高广仁的教官，是共产党员。杜润滋于是通过高广的关系，将参加闹学潮的梁大均和杨生连等二十多名青年学生送进了马仲英的教导队。
随后马仲英带着一千多人前往河西走廊，打算往西发展，并自称“甘宁青联军司令”。梁大均等人也跟随前往，但他们逐渐发现，马仲英根本没有革命的愿望，在政治上是争取不过来的，但暂时没有别的办法，只好先留在其部队里面相机行事。
1930年秋天，高广仁病了，梁大均护送高广仁回到老家宁朔县叶盛堡，留他在家里养病。养好病以后，高广仁回到陕北，带了一支游击队从陕北打过宁夏来，但被马鸿宾的军队打垮了，高广仁又回了陕北。
此时的梁大均看到全国各地发生了许多的革命暴动，红军建立的革命根据地在逐步扩大，于是又联系了宁中的老同学李天才、李振邦等人，以师生关系和探监、送饭的名义，经常到狱中去找杜润滋。
他们一起分析了全国及宁夏的形势，杜润滋指出“没有武装不能成大事，现在就要搞枪杆子。”他认为马鸿宾的统治不严，地方土匪较多，地方势力派与马家有很多矛盾，人民当中的反马情绪也很浓，而宁夏是经过大革命影响的地区，青年学生和群众觉悟较高，当前要寻找机会，组织发动群众，利用地方势力派、杂牌军同马家统治的矛盾，策动起义，拉出一支队伍来。这时候，宁夏人梁邵武从甘肃带了一部分人回到宁夏，与梁大均联系，计划在本地发展武装力量。梁大均将这一情况及时报告给杜润滋。杜润滋指示梁大均去做马鸿宾部队和其他杂牌军的策反工作，待机组织武装暴动，建立革命政权。
1931年8月，发生“雷马事变”，马鸿宾在兰州被扣押，驻宁夏的主力部队随即开赴兰州营救马鸿宾，宁夏防务空虚。杜润滋认为这是组织暴动的一个机会，如果能够取得胜利，就迅速扩大革命力量，建立一块红色根据地；如果失败了，就把暴动的队伍拉上东山去打游击，和陕北游击队联合起来。他指示梁大均、李天才去秘密组织力量，分头去做当地驻军的策反工作，李天才回中宁县策动地方驻军起义，梁大均在银川联络“反马”地方武装，准备发动兵变。
于是，杜润滋在狱中领导，梁大均作为具体组织者，开始秘密组织暴动。
梁大均在银川首先联络了原宁夏中学参加过学潮的李广成、李振邦、张琪、杜学义等一批学友经常聚集在宁中校门前的文庙里议事，秘密组织暴动。
为了能够号召更多的社会力量，他们秘密成立了“抗日救国西北军”这一组织，因为起义的领导姓杜，所以用杜培珍这样一个假名作为总司令。另外还拟定了各县负责人的官职，刻制了印章和委任状。他们在银川城里发展了修枪所的一名技师赵炮匠，联络了驻扎在银川东郊掌政桥的一个骑兵连和驻扎在小南门的一个排，决定在小南门发起暴动。暴动的具体计划是：１２月２３日在省城小南门举行兵变，骑兵连首先起事，与小南门步兵排配合，攻打警察局和城防司令部，各地驻军起来响应。
梁大均又到金积县联络了朱榜科，他认为朱榜科是个有民族意识的爱国人士。朱榜科原是董福祥手下的一名统领，在八国联军进京时打死了德国公使，现在手下还有他原来的一帮人，如在灵武的石万寿、王贵川、李彪，都是地方实力派人物。朱榜科很慷慨地表示金积、灵武两县由他来做工作，只要银川一动，他们立即响应。梁大均以代总司令任命朱榜科为“抗日救国军”旅长，密切配合银川小南门兵变。
李天才回到中卫宁安堡，积极开展策反活动，联系了由张子珍所管的中卫香山的民团和地方民团，并发动了兵变，但由于组织不严密，兵变失败了。
梁大均看到宁安堡兵变失败，又听到风声，银川起事的消息已经被敌人知道了，暴动的日期甚至传到了农民当中，于是决定提前行动，按计划先由掌政骑兵连开始兵变，从小南门攻进城，会合学生攻占警察局，然后直捣省政府。举行暴动的当天下午，李振邦先带着几个人出城，到掌政找李铁匠，取出隐藏的枪支，晚上按计划带人到了掌政桥头，等候起义的主力，可是一直等到半夜也没见着。梁大均和杜学义晚上带人出去接枪，与军队联络，一直也没见到人。其实敌人早已有了准备，骑兵连已经被解除了武装，人员也被看管起来，其他参与起义并带着武器的人从城墙东南角出城到五渡桥集中时，被早已在那里设防的敌人抓捕起来。
等到天快亮了，李振邦只好撤离，到掌政五渡桥处把枪埋好，急忙赶到银川，看到东门没开，就知道出事了。又去北门，北城门没打开，门只开了个缝，两扇门中间还挂着一个大铁链子，于是他从门缝钻进去赶回学校。同学告诉他警察和军队昨夜把学校包围，搜查了一夜，全城戒严。李振邦便急忙找到张琪和司清，毁掉了由他们保管的委任状和大印。
梁大均着急之下也只好又回银川城里看情况。到了清晨，城门关闭，军警都荷枪实弹，戒备森严，开始全城搜查，城防司令马玉麟下令“就是挖地三尺也要找到梁大均（梁大均当时的名字）”。梁大均和杜学义跑到赵炮匠家中藏起来。赵炮匠先出去打听情况，回来对梁大均说，城里搜查很紧，藏在这里很不安全，一定要出城，只有南门可以出去，别的城门都不能出。他给了梁大均一支盒子枪。梁大均把手枪藏在腰里，和杜学义到了南门。城门口有卫兵把守，有两个卫兵要搜查梁大均二人，一个排长说：“两个学生娃娃，不像坏人，搜个啥！”俩人出城后估计，这个排长很可能是由自己的人给做过工作的。
梁大均沿着唐徕渠走到李广成家，然后又到了邵岗堡杜学义的一个亲戚家，然后又到定远营躲避了十多天，放心不下银川暴动的事，就来到金积，经打听，知道暴动未成，朱榜科带着一百人向甘肃环县跑了，便和陈建邦、穆三徒步走到环县甜水堡去找朱榜科。
暴动失败，除逃走的梁大均等人外，李天才、赵炮匠、梁绍武、李玉柱、王贵川、石万寿等人还有几名学生都被抓捕，拷打了整整一夜，但他们什么也没说。
雷马事件后，马鸿宾返回银川，吴佩孚也从宁夏路过，于是地方出了一些钱，请吴佩孚出面说话，马鸿宾便顺水推舟，将参与兵变被捕的人员全部释放。
不久，出于当时国民党省党部和法院并未掌握杜润滋是共产党员的证据，而宁夏政局正处于马鸿逵准备接管马鸿宾政权的交替混乱时期，中共方面相关人员决定利用这个空隙争取杜润滋出狱。征得杜润滋的同意后，通过宁夏省政府参议兼《醒民日报》总编辑冯晓渔，具状保杜润滋出狱，说：“我与杜润滋交以道义，深知其为人光明磊落，征之多数学生，确是好人。请钧院予以释放。”保状交法院后，冯晓渔又电话质询，法院不敢决断，上报南京最高法院，同时杜润滋又请宁夏中学英文教师黄执中给杜斌丞写信，设法营救。杜斌丞闻讯后，立即向最高法院写信为杜润滋辩护。最终最高法院宣布杜润滋无罪释放。杜润滋出狱后，先在黄执中家住了两天，拜谢了冯晓渔，应谢子长的邀请，赴甘肃靖远王子元部开展兵运工作，即动身前往兰州，离开了宁夏。
