现代人受影视剧的影响，在很多人的印象中古代攻城作战模式是：敌人一来，防守方立刻关城门，然后就是一顿放箭、扔石头或者倒热油；而攻城方就是拿个梯子就上，好一些的就配些投石机。其实虽然这些场景是古代城市攻防战比不可少的形式，但真正的战斗却要复杂的多。
首先攻防战不会像电视剧中那么草率，而是有着严格的部署。守方要侦察敌情，清查储备，准备并制造各种守城工具，派遣信使联系周边援军。而守城武器也不只是弓箭、礌石和热油必备的三件套，蒙元在攻取中原和对中亚的征战中，不仅学会了使用攻城器械，也学会了使用守城器械。尤其是在蒙元攻陷江南后，接收了宋朝的降军，也一并继承了遗留下来的各种武器装备。
城市是周边抵御的政治、经济中心，同时也是军事要塞，在一般的城池中皆会设立武库，储备大量的军械以备战争。而作为府城更是如此，宋朝武库中不仅有常用的刀枪、弓箭、盔甲等军械，还有床弩、抛石机、五梢炮、七梢炮等远程重武器。此外火药箭、蒺藜火炮、皮大炮等各种火器也会大量储备。另外也会布置像水缸、水桶、唧筒、麻搭等消防设备，用于防备火攻。
总之，一个城中的武库就像杂货铺，凡是能用于战争的物资，上至最为笨重的抛石机，下至一根皮绳都不缺，且数量会很多，尤其是处于兵家必争的军事重镇。据说在元末明军攻陷西安时，城上还摆放着百多年前宋代制造的百余架床弩，由此可见武备之丰。
寿州千百年来这里一直都是兵家争夺的军事重镇。在这片土地上，曾出现过多次“落日照大旗，马鸣风箫箫”的惊世之战；更有无数响当当的名字于此地成王败寇。有史为记的就有着名的东晋时在寿州城外八公山下，淝水河边发生的以少胜多的“淝水之战”。
秦灭楚时两军在此决战，秦王嬴政终破楚国都城寿春，而完成灭六国，一统天下的大业；刘邦、项羽楚汉相争时，汉王刘邦据八公山断了楚王项羽的后路，逼其败走乌江，自刎以谢江东父老，终成汉室大业；“赵匡胤困南唐”的故事至今还流传在寿州的街头巷尾。
作为一座屡毁屡建的城池，历朝历代也都进行修缮，寿州也形成了以楚王城为基础的王城，内城和外城三道城防，所以在周边要点失守情况下，这座城就是最后一道防线。而攻城也不是影视剧里那样简单，先要清除周边据点，然后才能到达城墙下面，也不是在底下搭个梯子架个投石机就可以了。双方还会爆发激烈的投石机对战和土工作业。真正的攻城战，比影视剧中复杂得多，也惨烈得多。
在宋军渡江北伐后，主力被抽调一空的两淮自然无力抵抗，因而第二军一路北上还算顺利，直到进至寿州。得到消息的元军早已进行布置，双方在城外进行了一场伏击和反伏击之战后，由于兵力和战斗力相差悬殊，失败的元军便放弃外围的争夺，转而依托城池坚守等待局势的改变。
刘志学则是一边扫荡城周的村镇，肃清小股抵抗力量，一边进行侦察。而获得的消息显示，元军退守城池后，立刻征调丁壮，发放武器备战，仅一次性就拨付了出弩火药箭七千只，弓火药箭一万只，蒺藜火炮三千只，皮大炮二万只，分造五十三座战楼，准备不测。又给木杆铁枪一千条，盔甲三千副，分发给上城守御军民。并发铁蒺藜三十箩。又造了大麻搭五百四十副，竹唧筒一千一百副，城上放置水缸五百只，贮水以防不测。
刘志学在进入帅府前只是一个低级军官，参加过与蒙元的攻守战，自然清楚其中的残酷。所以在侦知寿州敌军已经做好完善的准备后，他也犹豫再三，打算采用长期围城的方式，或在打造好器械之后再发起攻击，以此来减少己方的伤亡。
不过小皇帝的一道圣谕让刘志学不得不重新考虑自己的作战计划。对于仓促攻城，众将也是反对的，建议向陛下禀明实情，请求延后攻城。但是刘志学毕竟不是当年的小军官了，而是独挡一面的高级将帅，不能再只是考虑自己小集团利益，却是要顾及整个全局，因而毅然说服众将执行陛下的命令。
说是仓促，其实刘志学也竭力在短时间内做好了准备，打算在器械不足的情况下以火器来弥补不足，对敌进行沉重打击后再发动攻城，以此来减少士兵的伤亡。他们集中了军中所有的大小火炮，根据前期的侦察情况划定了各自的射击区域及打击的目标，又据火炮的射程和性能布置了阵地。
在劝降失败后，中军升起了高有数丈的了望塔，观通哨居高临下将城中的情形尽入眼中，他不断的将敌军的布置情况通报给中军的参军，由他们计算出火炮射击诸元后，再通报给各个炮兵群，标定射击目标，选择合适的弹种，计算引信延时时间。
“开炮！”在得到各部准备完毕的回报后，刘志学亲自下达了命令。
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