Semenov osallistui olympialaisiin ensimmäistä kertaa 2010. Tuolloin hän oli sprintissä 33., normaalimatkalla 52. ja takaa-ajossa 39. Semenov kilpaili vuonna 2011 Hanti-Mansijskin MM-kisoissa, joissa hänen paras henkilökohtainen sijoituksensa oli 15. tila takaa-ajosta. Hän oli samoissa kisoissa mukana maansa pronssia voittaneessa viestijoukkueessa. Sotšin olympialaisissa 2014 hän sijoittui normaalimatkalla yhdeksänneksi. Kontiolahden MM-kilpailuissa 2015 hän oli normaalimatkalla viides ja takaa-ajossa yhdestoista. Oslon MM-kilpailuissa 2016 hän sai pronssia sprintissä sekä oli takaa-ajossa ja yhteislähdössä kahdeksas. Hochfilzenin MM-kilpailuissa 2017 hän sijoittui normaalimatkalla viidenneksi ja takaa-ajossa 15:nneksi.